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Tapa:Imagen combinada de la Supernova Remnamt captadapor el telescopio Hubble - NASA.

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PRESIDENTE DE LA NACIÓN

Dr. Néstor Kirchner

MINISTRO DE EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Lic. Daniel Filmus

SECRETARIO DE EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

Prof. Alberto E. Sileoni

DIRECTORA EJECUTIVA DEL INSTITUTO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Lic. María Rosa Almandoz

DIRECTOR NACIONAL DEL CENTRO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Lic. Juan Manuel Kirschenbaum

Relevador de las característicasde componentes semiconductores

Susana Drudi,

Hugo Federico Passini.

Drudi, SusanaRelevador de las características de componentes semiconductores / SusanaDrudi y Hugo Passini; coordinado por Juan Manuel Kirschenbaum.- 1a ed. - Buenos Aires: Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de laNación. Instituto Nacional de Educación Tecnológica, 2005.132 p.; 22x17 cm. (Recursos Didácticos; 14)

ISBN 950-00-0522-0

1. Electrónica-Semiconductores.I. Passini, Hugo II. Kirschenbaum, Juan Manuel, coord. III. Título

CDD 621.388 32

Fecha de catalogación: 3/11/2005

Impreso en Gráfica Pinter S. A., México 1352 (C1097ABB), Buenos Aires,en noviembre 2005

Tirada de esta edición: 3.000 ejemplares

Colección Serie “Recursos didácticos”.Coordinadora general: Haydeé Noceti.

Distribución de carácter gratuito.

Queda hecho el depósito que previene la ley n° 11.723. © Todos los derechosreservados por el Ministerio de Educación, Ciencia y Técnologia - InstitutoNacional de Educación Tecnológica.

La reproducción total o parcial, en forma idéntica o modificada por cualquiermedio mecánico o electrónico incluyendo fotocopia, grabación o cualquier sis-tema de almacenamiento y recuperación de información no autorizada en formaexpresa por el editor, viola derechos reservados.

Industria Argentina.

ISBN 950-00-0522-0

Instituto Nacional de Educación TecnológicaCentro Nacional de Educación TecnológicaCeNET-Materiales

Serie: “Recursos didácticos”

1 Invernadero automatizado

2 Probador de inyectores y motores paso a paso

3 Quemador de biomasa

4 Intercomunicador por fibra óptica

5 Transmisor de datos bidireccional por fibre óptica, entre computadoras

6 Planta potabilizadora

7 Medidor de distancia y de velocidad por ultrasonido

8 Estufa de laboratorio

9 Equipamiento EMA -Características físicas de los materiales de construcción-

10 Dispositivo para evaluar parámetros de líneas

11 Biodigestor

12 Entrenador en lógica programada

13 Entorno de desarrollo para programación de microcontroladores PIC

14 Relevador de las características de componenetes semiconductores

15 Instalación sanitaria de una vivienda

16 Equipamiento para el análisis de estructuras de edificios

17 Cargador semiautomático para máquinas a CNC de accionamiento electroneumático

18 Biorreactor para la producción de alimentos

19 Ascensor

20 Pila de combustible

Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología.Instituto Nacional de Educación Tecnológica.Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autónoma de Buenos Aires.República Argentina.

El Instituto Nacional de EducaciónTecnológica -INET- enmarca sus líneas deacción, programas y proyectos, en las metasde:

• Coordinar y promover programasnacionales y federales orientados a for-talecer la educación técnico-profesional,articulados con los distintos niveles y ci-clos del sistema educativo nacional.

• Implementar estrategias y acciones decooperación entre distintas entidades,instituciones y organismos –gubernamen-tales y no gubernamentales-, que permi-tan el consenso en torno a las políticas,los lineamientos y el desarrollo de lasofertas educativas, cuyos resultados seanconsiderados en el Consejo Nacional deEducación-Trabajo –CoNE-T– y en elConsejo Federal de Cultura y Educación.

• Desarrollar estrategias y acciones desti-nadas a vincular y a articular las áreas deeducación técnico-profesional con lossectores del trabajo y la producción, aescala local, regional e interregional.

• Diseñar y ejecutar un plan de asistenciatécnica a las jurisdicciones en los aspectosinstitucionales, pedagógicos, organizativosy de gestión, relativos a la educación téc-

nico-profesional, en el marco de los acuer-dos y resoluciones establecidos por elConsejo Federal de Cultura y Educación.

• Diseñar y desarrollar un plan anual decapacitación, con modalidades presen-ciales, semipresenciales y a distancia, consede en el Centro Nacional de EducaciónTecnológica, y con nodos en los CentrosRegionales de Educación Tecnológica ylas Unidades de Cultura Tecnológica.

• Coordinar y promover programas deasistencia económica e incentivos fis-cales destinados a la actualización y eldesarrollo de la educación técnico-profe-sional; en particular, ejecutar lasacciones relativas a la adjudicación y elcontrol de la asignación del CréditoFiscal –Ley Nº 22.317–.

• Desarrollar mecanismos de cooperacióninternacional y acciones relativas a dife-rentes procesos de integración educativa;en particular, los relacionados con lospaíses del MERCOSUR, en lo referente ala educación técnico-profesional.

Estas metas se despliegan en distintos pro-gramas y líneas de acción de responsabilidadde nuestra institución, para el período 2003-2007:

VVIIIIII

LAS METAS, LOS PROGRAMAS Y LAS LÍNEAS DE

ACCIÓN DEL INSTITUTO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

Programa 1. Formación técnica, media ysuperior no universitaria:

1.1. Homologación y validez nacional detítulos.

1.2. Registro nacional de instituciones deformación técnica.

1.3. Espacios de concertación.

1.4. Perfiles profesionales y ofertas formati-vas.

1.5. Fortalecimiento de la gestión institu-cional; equipamiento de talleres y la-boratorios.

1.6. Prácticas productivas profesiona-lizantes: Aprender emprendiendo.

Programa 2. Crédito fiscal:

2.1. Difusión y asistencia técnica.

2.2. Aplicación del régimen.

2.3. Evaluación y auditoría.

Programa 3. Formación profesional para eldesarrollo local:

3.1. Articulación con las provincias.

3.2. Diseño curricular e institucional.

3.3. Información, evaluación y certifi-cación.

Programa 4.Educación para el trabajo y laintegración social.

Programa 5. Mejoramiento de la enseñanzay del aprendizaje de la Tecnología y de laCiencia:

5.1. Formación continua.

5.2. Desarrollo de recursos didácticos.

Programa 6. Desarrollo de sistemas de infor-mación y comunicaciones:

6.1. Desarrollo de sistemas y redes.

6.2. Interactividad de centros.

Programa 7. Secretaría ejecutiva del ConsejoNacional de Educación Trabajo –CoNE-T–.

Programa 8. Cooperación internacional.

Los materiales de capacitación que, en estaocasión, estamos acercando a la comunidadeducativa a través de la serie “Recursosdidácticos”, se enmarcan en el Programa 5del INET, focalizado en el mejoramiento dela enseñanza y del aprendizaje de la Tec-nología y de la Ciencia, uno de cuyos pro-pósitos es el de:

• Desarrollar materiales de capacitacióndestinados, por una parte, a la actua-lización de los docentes de la educacióntécnico-profesional, en lo que hace a co-nocimientos tecnológicos y científicos; y,por otra, a la integración de los recursosdidácticos generados a través de ellos, enlas aulas y talleres, como equipamientode apoyo para los procesos de enseñanzay de aprendizaje en el área técnica.

Estos materiales didácticos han sido elabora-dos por especialistas del Centro Nacional deEducación Tecnológica del INET y por espe-cialistas convocados a través del Programa delas Naciones Unidas para el Desarrollo–PNUD– desde su línea “Conocimientoscientífico-tecnológicos para el desarrollo deequipos e instrumentos”, a quienes estaDirección expresa su profundo reconoci-miento por la tarea encarada.

María Rosa AlmandozDirectora Ejecutiva del Instituto Nacional de

Educación Tecnológica.Ministerio de Educación, Ciencia y

Tecnología

IIXX

Desde el Centro Nacional de EducaciónTecnológica –CeNET– encaramos el diseño,el desarrollo y la implementación de proyec-tos innovadores para la enseñanza y el apren-dizaje en educación técnico-profesional.

El CeNET, así:

• Es un ámbito de desarrollo y evaluaciónde metodología didáctica, y de actuali-zación de contenidos de la tecnología yde sus sustentos científicos.

• Capacita en el uso de tecnología a do-centes, profesionales, técnicos, estudian-tes y otras personas de la comunidad.

• Brinda asistencia técnica a autoridades e-ducativas jurisdiccionales y a edu-cadores.

• Articula recursos asociativos, integrandoa los actores sociales involucrados con laEducación Tecnológica.

Desde el CeNET venimos trabajando en dis-tintas líneas de acción que convergen en elobjetivo de reunir a profesores, a especialistasen Educación Tecnológica y a representantesde la industria y de la empresa, en accionescompartidas que permitan que la educacióntécnico-profesional se desarrolle en la escuelade un modo sistemático, enriquecedor, pro-fundo... auténticamente formativo, tanto paralos alumnos como para los docentes.

Una de nuestras líneas de acción es la de di-señar y llevar adelante un sistema de capaci-

tación continua para profesores de educacióntécnico-profesional, implementando trayec-tos de actualización. En el CeNET contamoscon quince unidades de gestión de apren-dizaje en las que se desarrollan cursos,talleres, pasantías, conferencias, encuentros,destinados a cada educador que desee inte-grarse en ellos presencialmente o a distancia.

Otra de nuestras líneas de trabajo asume laresponsabilidad de generar y participar enredes que vinculan al Centro con organismose instituciones educativos ocupados en laeducación técnico-profesional, y con organis-mos, instituciones y empresas dedicados a latecnología en general. Entre estas redes, seencuentra la Red Huitral, que conecta aCeNET con los Centros Regionales deEducación Tecnológica -CeRET- y con lasUnidades de Cultura Tecnológica –UCT–instalados en todo el país.

También nos ocupa la tarea de producirmateriales de capacitación docente. DesdeCeNET hemos desarrollado distintas seriesde publicaciones –todas ellas disponibles enel espacio web www.inet.edu.ar–:

• Educación Tecnológica, que abarca mate-riales que posibilitan una definición cu-rricular del área de la Tecnología en elámbito escolar y que incluye marcosteóricos generales, de referencia, acercadel área en su conjunto y de sus con-tenidos, enfoques, procedimientos yestrategias didácticas más generales.

XX

LAS ACCIONES DEL CENTRO NACIONAL DE

EDUCACIÓN TECNOLÓGICA

• Desarrollo de contenidos, nuestra segundaserie de publicaciones, que nuclea fascícu-los de capacitación en los que se profun-diza en los campos de problemas y decontenidos de las distintas áreas del cono-cimiento tecnológico, y que recopila, tam-bién, experiencias de capacitación docentedesarrolladas en cada una de estas áreas.

• Educación con tecnologías, que propicia eluso de tecnologías de la información y dela comunicación como recursos didácti-cos, en las clases de todas las áreas yespacios curriculares.

• Educadores en Tecnología, serie de publica-ciones que focaliza el análisis y las pro-puestas en uno de los constituyentes delproceso didáctico: el profesional queenseña Tecnología, ahondando en losrasgos de su formación, de sus prácticas,de sus procesos de capacitación, de suvinculación con los lineamientos curricu-lares y con las políticas educativas, deinteractividad con sus alumnos, y consus propios saberes y modos de hacer.

• Documentos de la escuela técnica, quedifunde los marcos normativos y curricu-lares que desde el CONET –ConsejoNacional de Educación Técnica- deli-nearon la educación técnica de nuestropaís, entre 1959 y 1995.

• Ciencias para la Educación Tecnológica,que presenta contenidos científicos aso-ciados con los distintos campos de la tec-nología, los que aportan marcos concep-tuales que permiten explicar y funda-mentar los problemas de nuestra área.

• Recursos didácticos, que presenta con-tenidos tecnológicos y científicos,

estrategias –curriculares, didácticas yreferidas a procedimientos de construc-ción– que permiten al profesor de la edu-cación técnico-profesional desarrollar,con sus alumnos, un equipamientoespecífico para integrar en sus clases.

Desde esta última serie de materiales decapacitación, nos proponemos brindar he-rramientas que permitan a los docentes nosólo integrar y transferir sus saberes y capaci-dades, sino también, y fundamentalmente,acompañarlos en su búsqueda de solucionescreativas e innovadoras a las problemáticascon las que puedan enfrentarse en el procesode enseñanza en el área técnica.

En todos los casos, se trata de propuestas deenseñanza basadas en la resolución de pro-blemas, que integran ciencias básicas ytecnología, y que incluyen recursos didácti-cos apropiados para la educacióntécnico–profesional.

Los espacios de problemas tecnológicos, lasconsignas de trabajo, las estrategias deenseñanza, los contenidos involucrados y,finalmente, los recursos didácticos estánplanteados en la serie de publicaciones queaquí presentamos, como un testimonio derealidad que da cuenta de la potencialidadeducativa del modelo de problematización enel campo de la enseñanza y del aprendizajede la tecnología, que esperamos que resultede utilidad para los profesores de la edu-cación técnico-profesional de nuestro país.

Juan Manuel KirschenbaumDirector Nacional del Centro Nacional de

Educación Tecnológica.Instituto Nacional de Educación Tecnológica

XXII

Desde esta serie de publicaciones del CentroNacional de Educación Tecnológica, nos pro-ponemos:

• Poner a consideración de los educadoresun equipamiento didáctico a integrar enlos procesos de enseñanza y de apren-dizaje del área técnica que coordinan.

• Contribuir a la actualización de losdocentes de la educación técnico-profe-sional, en lo que hace a conocimientostecnológicos y científicos.

Inicialmente, hemos previsto el desarrollo deveinte publicaciones con las que intentamosabarcar diferentes contenidos de este campocurricular vastísimo que es el de la educacióntécnico-profesional.

En cada una de estas publicaciones es posiblereconocer una estructura didáctica común:

1 Problemas tecnológicos en el aula. Enesta primera parte del material sedescriben situaciones de enseñanza y deaprendizaje del campo de la educacióntécnico-profesional centradas en la re-solución de problemas tecnológicos, y sepresenta una propuesta de equipamientodidáctico, pertinente como recurso pararesolver esas situaciones tecnológicas ydidácticas planteadas.

2 Encuadre teórico para los problemas.En vinculación con los problemas didác-ticos y tecnológicos que constituyen elpunto de partida, se presentan conceptos

tecnológicos y conceptos científicos aso-ciados.

3 Hacia una resolución técnica. Manualde procedimientos para la construc-ción y el funcionamiento del equipo.Aquí se describe el equipo terminado y semuestra su esquema de funcionamiento;se presentan todas sus partes, y los mate-riales, herramientas e instrumentos nece-sarios para su desarrollo; asimismo, sepauta el “paso a paso” de su construc-ción, armado, ensayo y control.

4 El equipo en el aula. En esta parte delmaterial escrito, se retoman las situa-ciones problemáticas iniciales, aportandosugerencias para la inclusión del recursodidáctico construido en las tareas quedocente y alumnos concretan en el aula.

5 La puesta en práctica. Este tramo dela publicación plantea la evaluacióndel material didáctico y de la experien-cia de puesta en práctica de las estrate-gias didácticas sugeridas. Implica unaretroalimentación –de resolución vo-luntaria– de los profesores destinata-rios hacia el Centro Nacional deEducación Tecnológica, así como elpunto de partida para el diseño denuevos equipos.

Esta secuencia de cuestiones y de momentosdidácticos no es azarosa. Intenta replicar –enuna producción escrita– las mismas instanciasde trabajo que los profesores de Tecnologíaponemos en práctica en nuestras clases:

XXIIII

LA SERIE “RECURSOS DIDÁCTICOS”

XXIIIIII

Es a través de este circuito de trabajo (pro-blema-respuestas iniciales-inclusión teórica-respuestas más eficaces) como enseñamos ycomo aprenden nuestros alumnos en el área:

• La tarea comienza cuando el profesorpresenta a sus alumnos una situacióncodificada en la que es posible recono-cer un problema tecnológico; para con-figurar y resolver este problema, es nece-sario que el grupo ponga en marcha unproyecto tecnológico, y que encare análi-sis de productos o de procesos desarro-llados por distintos grupos sociales pararesolver algún problema análogo.Indudablemente, no se trata de cualquierproblema sino de uno que ocasionaobstáculos cognitivos a los alumnosrespecto de un aspecto del mundo artifi-cial que el profesor –en su marco curri-cular de decisiones– ha definido comorelevante.

• El proceso de enseñanza y de aprendiza-je comienza con el planteamiento de esasituación tecnológica seleccionada por elprofesor y con la construcción del espa-cio-problema por parte de los alumnos, ycontinúa con la búsqueda de respuestas.

• Esta detección y construcción derespuestas no se sustenta sólo en losconocimientos que el grupo disponesino en la integración de nuevos con-tenidos.

• El enriquecimiento de los modos de “ver”y de encarar la resolución de un proble-ma tecnológico –por la adquisición denuevos conceptos y de nuevas formastécnicas de intervención en la situación

desencadenante– suele estar distribuidamaterialmente –en equipamiento, enmateriales, en herramientas–.

No es lo mismo contar con este equipamien-to que prescindir de él.

Por esto, lo queintentamos des-de nuestra seriede publicacio-nes es acercar alprofesor distin-tos recursos di-dácticos que a-yuden a sus a-lumnos en estatarea de proble-matización y dei n t e r v e n c i ó n– s u s t e n t a d ateórica y técni-camente– en elmundo tecno-lógico.

Al seleccionar los recursos didácticos queforman parte de nuestra serie de publica-ciones, hemos considerado, en primer térmi-no, su potencialidad para posibilitar, a losalumnos de la educación técnico-profesional,configurar y resolver distintos problemas tec-nológicos.

Y, en segundo término, nos preocupó quecumplieran con determinados rasgos que lespermitieran constituirse en medios eficacesdel conocimiento y en buenos estructurantescognitivos, al ser incluidos en un aula por unprofesor que los ha evaluado como perti-

XXIIVV

Caracterizamos comorecurso didáctico a to-do material o compo-nente informático se-leccionado por un edu-cador, quien ha evalua-do en aquél posibili-dades ciertas para ac-tuar como mediadorentre un problema de larealidad, un contenidoa enseñar y un grupode alumnos, facilitandoprocesos de compren-sión, análisis, profundi-zación, integración,síntesis, transferencia,producción o evalua-ción.

nentes. Las cualidades que consideramosfundamentales en cada equipo que promove-mos desde nuestra serie de publicaciones”Recursos didácticos”, son:

• Modularidad (puede adaptarse a diversosusos).

• Resistencia (puede ser utilizado por losalumnos, sin peligro de romperse confacilidad).

• Seguridad y durabilidad (integrado pormateriales no tóxicos ni peligrosos, ydurables).

• Adaptabilidad (puede ser utilizado en eltaller, aula o laboratorio).

• Acoplabilidad (puede ser unido o combi-nado con otros recursos didácticos).

• Compatibilidad (todos los componentes,bloques y sistemas permiten ser integra-dos entre sí).

• Facilidad de armado y desarmado (posi-bilita pruebas, correcciones e incorpo-ración de nuevas funciones).

• Pertinencia (los componentes, bloquesfuncionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos cu-rriculares de la educación técnico-pro-fesional).

• Fiabilidad (se pueden realizar las tareaspreestablecidas, de la manera esperada).

• Coherencia (en todos los componentes,bloques funcionales o sistemas se siguenlas mismas normas y criterios para elarmado y utilización).

• Escalabilidad (es posible utilizarlo enproyectos de diferente nivel de com-

plejidad).

• Reutilización (los diversos componentes,bloques o sistemas pueden ser desmonta-dos para volver al estado original).

• Incrementabilidad (posibilidad de iragregando piezas o completando elequipo en forma progresiva).

Haydeé NocetiCoordinadora de la acción “Conocimientoscientífico-tecnológicos para el desarrollo de

equipos e instrumentos”.Centro Nacional de Educación Tecnológica

XXVV

14.Relevador de las

características

de componentes

semiconductores

22

Este material de capacitación fuedesarrollado por:

Susana DrudiEs ingeniera electricista electrónica(Universidad Nacional de Córdoba) y especia-lista en docencia universitaria (UniversidadTecnológica Nacional). Integra las cátedras"Taller y laboratorio", y anteriormente,"Introducción a la ingeniería" y "Tecnologíaelectrónica" (Facultad Ciencias Exactas, Físicasy Naturales. Universidad Nacional de Córdoba)y es miembro de la Comisión de EducaciónTecnológica de la misma facultad. Es coordina-dora y docente del área de FormaciónTecnológica (Escuela Superior de Comercio"Manuel Belgrano") y tuvo a su cargo"Mediciones eléctricas" (Escuela Nacional deEducación Técnica N° 4). Fue capacitadora de laRed Federal de Formación Docente Continuadel Ministerio de Educación. Participó en la ela-boración de los Contenidos Curriculares deEducación Tecnológica de Córdoba.

Hugo Federico PassiniEs ingeniero electricista electrónico, jefe del áreaRadiofrecuencia del Departamento "VehículosEspaciales" del Centro de InvestigacionesAplicadas (IUA). Fue declarado CiudadanoIlustre de la provincia de Córdoba en 1996, porel trabajo de investigación y participación en elproyecto Mu-Sat, en el que se diseñó, construyóy puso en órbita el primer satélite construidototalmente en el país. Es jefe de la cátedra"Propagación y antenas". Se desempeña comoprofesor adjunto de "Sistemas de radioayuda ala aeronavegación" y profesor de "Física" en elInstituto Universitario Aeronáutico. Pertenece alrégimen para el personal de Investigación yDesarrollo de las Fuerzas Armadas como pro-yectista asociado.

Coordinación general:Haydeé Noceti

Diseño didáctico:Ana Rúa

Administración:Adriana Perrone

Monitoreo y evaluación:Laura Irurzun

Diseño gráfico:Tomás Ahumada

Karina LacavaAlejandro Carlos Mertel

Diseño de tapa:Laura Lopresti

Juan Manuel Kirschenbaum

Con la colaboracióndel equipo de profesionales

del Centro Nacionalde Educación Tecnológica

Las metas, los programas y las líneas de accióndel Instituto Nacional de Educación Tecnológica IV

Las acciones del Centro Nacional de Educación Tecnológica VI

La serie “Recursos didácticos” VII

1 Problemas tecnológicos en el aula 4

• El recurso didáctico que proponemos

2 Encuadre teórico para los problemas 10

• Introducción a la teoría de semiconductores

• El diodo de unión

• El transistor

• El osciloscopio

3 Hacia una resolución técnica.Manual de procedimientos para la construcción yel funcionamiento del equipo 64

• El producto

• Los componentes

• Los materiales, herramientas e instrumentos

• La construcción

• El armado

• El ensayo y el control

• La superación de dificultades

4 El equipo en el aula 78

5 La puesta en práctica 92

Índice

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El proceso de transformación del mundoartificial construido por el hombre es perma-nente; los cambios en un ámbito influyen yprovocan cambios en otros sectores. En estesentido, a lo largo de la historia se percibeuna aceleración y una profundización cre-ciente de las transformaciones sociales, cul-turales y económicas.

El desarrollo científico-tecnológico tiene unafuerte incidencia en el rumbo que toma esteproceso de cambios; a veces, mejorando lacalidad de vida, otras, generando diferenciasy exclusiones injustas, así como unadegradación de los ambientes que hipoteca lacalidad de vida de las próximas generaciones.

Cada nuevo producto tecnológico social-mente incorporado se integra a un complejosistema de artefactos y, al mismo tiempo queresuelve algún problema, crea nuevos proble-mas cuyas soluciones no son únicas ni sim-ples.

Comprender este mundo construido es elprimer paso para estar dispuesto a inter-venir en él consciente y responsablemente.Un segundo paso es actuar y que la accióntenga sentido, sea eficiente y eficaz, y estéacompañada de una evaluación tanto de loobtenido como de las acciones que se lle-varon adelante para lograrlo.

La convicción de que la educación es uno delos factores que más influye en la posibilidadde combinar crecimiento económico con jus-ticia social, lleva a los profesores a preocu-parnos por la formación de cada ciudadano ypor la promoción de procesos formativosheterogéneos, adecuados a las singularidadespropias de cada caso.

Por sí mismos, los desarrollos tecnológicos, laautopista informática o la economía globali-zada no aseguran la disposición de la infor-mación al alcance de todos ni una distribu-ción justa de las oportunidades de comuni-cación, de trabajo o de consumo.

1. PROBLEMAS TECNOLÓGICOS EN EL AULA

En cada ámbito social se requiere que losjóvenes sean independientes, proactivos,responsables, honestos, estables emocional-mente, predispuestos al diálogo, capaces detrabajar en equipo y de llevar a cabo eficaz-mente las tareas que se proponen.

Esto implica a los docentes un gran desafío:Enseñar a pensar-hacer-ser en una interre-lación tan estrecha que estas tareas seimpliquen mutuamente y que no dejen delado dimensiones históricas, sociales, cultu-rales, ambientales, técnicas, éticas y estéti-cas.

55

Los cambios en el contexto, la obsolescenciadel conocimiento y su incidencia en la cons-tante reconversión de las diferentes profe-siones, implican la necesidad de adaptaciónde los sistemas educativos. Así, la educaciónpuede despertar, provocar o favorecer laautonomía del pensamiento, tomando lainformación como materia prima que elconocimiento domina e integra.

En este sentido, más que centrar la atenciónen la acumulación de conocimientos, serequiere desarrollar en los estudiantes laaptitud para plantear y analizar problemas,incorporar principios organizadores que lespermitan vincular los saberes y darles senti-do, así como desarrollar aptitudes que com-binen la sagacidad, la previsión, la atenciónvigilante y el sentido de oportunidad paraencontrar nuevas y mejores soluciones acada problema.

El aprendizaje a través de proyectos en tornoa problemas, se realiza a partir de un com-plejo proceso cognoscitivo de análisis y deplanificación de acciones que conducengradualmente al diseño, a la organización, ala elaboración de un producto o dispositivopara la experimentación o medición, y a suevaluación.

El tipo de acti-vidades carac-terístico de estametodología instaa los estudiantes ainteractuar con elobjeto de cono-cimiento, a buscarinformación, a organizarse, a distribuir tar-

eas, a aprender a discutir, a negociar, a argu-mentar y a decidir, hasta llegar a una solu-ción que ha sido consensuada y comunicadaa través de distintos lenguajes técnicos.

Las actividades que se llevan a cabo pro-mueven experiencias sociales de trabajo conotros, suscitando el análisis crítico, amplian-do el capital social de los estudiantes, y sucapacidad de actuar con autonomía pero noaislados.

Los estudiantes que se involucran en la reso-lución de problemas reales, deben hacerrecortes, acordar qué es lo importante y quélo secundario dentro de una situaciónproblemática, hasta llegar a un planteo delproblema al que se abocarán a resolver. Y, apartir de este primer acuerdo, elaborar pre-guntas, consignas, distintos caminos deacción para organizar la tarea. En esta etapa,la comunicación y la capacidad de sim-bolizar son muy importantes, ya que es nece-sario explicitar lo más claramente posible elresultado a obtener y los procedimientos téc-nicos y tecnológicos a seguir.

El trabajo concreto en la resolución de pro-blemas reales es una de las alternativas másinteresantes en la formación de los estu-diantes. Sin embargo, a veces, esta ocasión serelega por la dificultad de contar con recur-sos didácticos apropiados.

Veamos algunos ejemplos que pueden pre-sentarse en escuelas técnicas y en centros deformación profesional:

Así, este accionar llevaa la construcción de unconocimiento que setransforma en expe-riencia.

66

El profesor de "Ensayos y mediciones eléctrico-electrónicas" plantea a la clase:

La propuesta:• Individualicemos la etapa que falla en el equipo.• Luego, el o los componentes que han variado su comportamiento.• Especifiquemos algunas posibles causas, tratando de desoldar la menor cantidad posible

de componentes.• Reemplacemos el componente con fallas. • Probemos el funcionamiento del equipo.

Para esta tarea disponemos de:• Osciloscopio.• Punta inyectora de señal.• Relevador de parámetro de semiconductores.

El receptor de BLU -banda lateral única- dejó de funcionar.

José, aunque no es técnico, algo conoce del equipo, y mide con el multímetro la tensión de fuente,pensando que podría estar fallando la alimentación; pero ésta es correcta y, ahora, no sabe quéhacer.

En otra aula, los alumnos están intentando dar solución al problema de amplificar una señalde audio al mayor valor posible, con componentes discretos económicos que se puedan con-seguir fácilmente y con la menor distorsión de la señal.

Comienzan buscando circuitos ya diseñados que realizan la función requerida y, después deseleccionar el que consideran más apropiado, lo arman en la pantalla de una PC utilizandoun simulador.

Conectan el osciloscopio de que dispone el software, en forma análoga a lo que han hechoen otra oportunidad con un instrumento concreto, y observan la señal de salida que seobtiene.

Conformes con el funcionamiento del circuito, consiguen los componentes reales y armanel circuito concreto. Observan, ahora, el comportamiento del circuito real con un oscilos-copio y notan que difiere de lo observado en el instrumento virtual.

¿Cómo analizar componentes claves para relevar las características particulares ydisponer, así, de nuevos elementos para la interpretación de lo observado?

77

Los alumnos de "Electrónica I" están frente a una dificultad.

Su profesora guía la tarea de búsqueda de una explicación y de resolución de la dificultad:

• Escriban algunas probables hipótesis de falla.

• Revisen el circuito. Hipoteticen acerca del estado de algún componente crítico y, sitienen elementos que permitan suponer una falla concreta, ideen cómo probarla.

• Consulten las hojas de datos que ofrecen los fabricantes de componentes.

• Elaboren un informe que enuncie los pasos seguidos, justifíquenlos a partir de la hipóte-sis de falla en ese momento y, finalmente, expliciten cuál fue la falla encontrada. Citenalgunas probables causas de dicha falla.

La profesora guía el desarrollo de la clase, tratando de que los estudiantes expliciten la mayorcantidad de probables fallas, coherentes con el síntoma descrito.

Cuando la profesora lleva el mismo equipo al taller de "Electrónica II", los alumnos pro-ducen una hipótesis de falla restringida, ya que cuentan con otros conocimientos para lacomprensión del problema.

Después de algunas mediciones, concluyen que la fuente que lo alimenta no está suficiente-mente filtrada y que se aprecia un rizado -ripple- no despreciable bajo carga.

Entonces, reemplazan el capacitor de filtro de la fuente que está conectado en paralelo, a lasalida de los diodos, por uno de mayor valor en microfaradios.

Después de conectar todo, notan un cierto olor a plástico quemado y todo deja de funcionar.Se arruinaron los diodos.

La profesora, entonces, plantea:

En el equipo amplificador que acaban de armar se escucha un zumbido de baja frecuencia en losparlantes.

¿Qué puede estar sucediendo?

• Interpreten la causa de la falla. Grafiquen, si esto facilita la explicación. • Redimensionen los componentes de la fuente que sean necesarios, sin agregar nuevos dis-

positivos.

El recurso didáctico que proponemos

88

Para contribuir a la enseñanza y al aprendiza-je de los contenidos involucrados en estassituaciones didácticas -y en otras, porsupuesto-, proponemos el recurso didácticoRReelleevvaaddoorr ddee llaass ccaarraacctteerrííssttiiccaass ddee ccoommppoo--nneenntteess sseemmiiccoonndduuccttoorreess.

En el Centro de Formación Profesional, los alumnos están revisando un amplificador de tipopush-pull en el que aparece una distorsión de cruce por cero.

Revisan las polarizaciones de los transistores y determinan que son correctas.

• Los transistores, ¿tendrán diferentes ganancias?• ¿Cuáles son las condiciones de funcionamiento de un diodo zener? ¿Cuál la tensión

inversa a la cual comienza a conducir? Y, ¿la corriente mínima requerida para esto?

Para comenzar a desarrollar sus respuestas, como paso previo a la localización de una fallapuntual en un componente, identifican el bloque funcional que registra una falla.

Este relevador es un dispositivo que se conecta alas entradas vertical y horizontal de un oscilosco-pio, y dispone de un zócalo que permite insertar elcomponente a ser probado.

Provee al componente de la polarización adecuaday permite mostrar en la pantalla del osciloscopio lascurvas de diversos tipos de transistores o diodos.

Incluye una punta inyectora de prueba, que permiteaplicar una señal en diferentes puntos de un cir-cuito, a fin de identificar la etapa con fallas.

Diagrama de bloques del equipo

99

En general, nuestro relevador permite identi-ficar un tipo de componente, detectar fallas,confeccionar tablas y volcar los datos en grá-ficos, interpretar los gráficos, realizarinformes con mayor precisión en las estima-ciones, entre otras actividades.

Contando con el equipo es posible, entonces:

• Informar con precisión el estado de unequipo; evaluar su estado, tomar deci-siones sobre su reparación, decidir elreemplazo de un componente y valorarlos daños en una falla.

• Facilitar la comprensión del fun-cionamiento de una etapa en un equipo,identificar un bloque funcional y percibirsu impacto en el comportamiento globalde una serie de pequeñas desviaciones.

• Comprender los límites y posibilidadesde un componente.

Si bien, actualmente, se tiende a la miniaturi-zación y a la integración de componentes enbloque funcionales, para su comprensión espreferible apreciar el funcionamiento delcomponente y los aportes que éste hace,individualmente, al bloque funcional.

Independientemente de las situaciones par-ticulares que justifican el uso de compo-nentes discretos, el caso más frecuente es elde la reparación de fallas en equipos.

1100

2. E N C U A D R E T E Ó R I C O PA R A L O SP R O B L E M A S

Introducción a la teoría de semiconductores

LLooss ááttoommooss

Apelando a un modelo muy simplificado, esposible representar al átomo constituido porun núcleo cargado positivamente, rodeadopor electrones con carga negativa que semueven en órbitas alrededor del núcleo.

El núcleo está formado por protones y neu-trones -entre otras partículas-, y concentracasi toda la masa del átomo.

El protón tiene una masa de, aproximada-mente, 1800 veces la del electrón y sus car-gas eléctricas tienen la misma magnitud perosigno contrario.

Los electrones giran alrededor del núcleopara no caer atraídos por sus cargas. El elec-trón tiene una energía cinética relacionada alos movimientos alrededor de núcleo y de símismo, y una energía potencial relacionadacon el núcleo que lo atrae.

El volumen de espacio en el cual el electrónse encuentra la mayor cantidad del tiempo,se define como su orbital.

EElleeccttrróónn. Partícula elemental negativa que tieneuna masa de 9,107 x 10-28 gramos y una carga de4,802 x 10-10 estatcoulomb.

EElleeccttrróónn ddee ccoonndduucccciióónn. Electrón en la banda deconducción de un sólido, donde tiene libertad demovimiento bajo la influencia de un campo eléctri-co.

PPrroottóónn. Partícula elemental que tiene una cargapositiva de igual magnitud que la del electrón. Elnúmero atómico de un elemento está dado por elnúmero de protones que contenga su núcleo. Lamasa en reposo de un protón es 1,67 x 10-24

gramos, o sea, 1836,13 veces la de un electrón.

Los electrones giran en órbitas alrede-dor del núcleo central, donde lasórbitas están dispuestas en diversosplanos, dando al átomo un aspectotridimensional. A la vez, la distanciaentre el núcleo y el electrón es muchomayor que el tamaño del protón.

Modelo de un átomo

NúcleoProtones y neutrones

Electronesdel 1° nivel

Electronesdel 2° nivel

En cualquier átomo, los electrones delprimer nivel de energía ocupan un orbitalque puede contener hasta 2 electrones. Enátomos que tienen más electrones, éstos ocu-pan otros niveles de energía más alejados delnúcleo. Se ubican, así, en capas que, a partirdel núcleo, se identifican con las letras K, L,M, N; y subcapas S, P, D, F.

En el segundo nivel energético hay 4orbitales; cada uno de éstos puede contenerhasta 2 electrones y, de manera similar, untercer y cuarto niveles de energía. De estamanera, se pueden identificar capas, subca-pas y orbitales, con determinadas caracterís-ticas.

Un átomo tiene la máxima estabilidad cuan-do todos sus electrones están en los nivelesenergéticos más bajos posibles.

Además, un átomo cuyos electrones comple-tan el nivel energético exterior es más estableque otro que lo tiene incompleto. Los elec-trones que están en la capa exterior son losque más inciden en las propiedades químicasy eléctricas del elemento.

Un ááttoommoo ddee ggeerr--mmaanniioo tiene nú-mero atómico 32;o sea, tiene 32protones en elnúcleo y 32 elec-trones, distribui-dos en las dife-rentes capas de lasiguiente manera:2 en la capa K, 8 en L, 18 en M y 4 en N. Lacapa exterior, entonces, tiene 4 electrones. Aesta capa se la llama capa de valencia; a los

electrones que contiene, electrones de valen-cia.

El número atómico del silicio es 14; o sea,tiene 2 electrones en la capa K, 8 en la L y 4en la M. Por lo tanto, como el germanio,tiene 4 electrones de valencia.

Las órbitas sin ocupar situadas por encima delas órbitas de valencia se llaman niveles deexcitación. Al entregarle energía suficiente aun electrón, éste puede saltar a un nivel deexcitación. Un electrón ubicado en un nivelde excitación está tan débilmente ligado queun campo eléctrico aplicado puededesplazarlo hacia el potencial positivo delcampo.

A temperatura ambiente, es probable encon-trar electrones en la banda de valencia,debido a la agitación térmica.

Cuando los átomos forman parte de un sóli-do, suelen adoptar una distribución tridi-mensional ordenada que define una estruc-tura cristalina.

CCoonndduuccttoorreess,, aaiissllaanntteess yy sseemmiiccoonn--dduuccttoorreess

En la estructura cristalina de los buenos con-ductores metálicos -cobre, plata, aluminio-,los electrones exteriores están tan débilmenteligados a sus átomos, que son compartidospor todos los átomos formando una "nube"de electrones que neutralizan los iones cons-tituidos por el resto de cada átomo. Dentrode un amplio margen de temperaturas, estoselectrones pueden moverse dentro de la sus-

1111

Los semiconductoresse construyen, mayori-tariamente, con silicioo germanio, por lo queconsideramos estoselementos en particu-lar.

tancia cuando son atraídos por un campoeléctrico. Cada átomo contribuye a esta con-ducción con un electrón, encontrándoseunos 1023 electrones por cm3 para la con-ducción eléctrica.

Por el contrario, en los sólidos aislantes, parauna amplia gama de temperaturas, casi todoslos electrones permanecen ligados a los áto-

mos, con lo cual, no se dispone de muchascargas para que se produzca una corriente deelectrones cuando se aplica un campo eléc-trico.

Los semiconductores a temperatura ambi-ente son malos como conductores y, también,como aislantes. A bajas temperaturas, sonaislantes y, a altas temperaturas, conductores.

1122

Abreviaturas en las especificaciones de semiconductores:

BBVV -Breakdown Voltage-. Tensión inversa en el codo donde se produce la ruptura o aumento abrup-to de corriente inversa.

CC -Capacitance-. Capacitancia del diodo, medida a una tensión inversa especificada, utilizando paraello una señal de alterna de frecuencia especificada. Cuando la capacitancia es medida a VR = 0 seusa el símbolo C0.

II00 -Average Rectified Current-. Valor promedio de corriente directa que circula por el diodo, indican-do el máximo permitido.

IIFF -Forward Current-. Corriente directa que circula a través del diodo, operando en condiciones deconmutación (if).

IIRR -Reverse Current-. Corriente inversa de pérdida cuando se aplica al diodo una tensión inversa.Generalmente se especifica la tensión inversa a la cual fue medida, que está próxima al codo de lacurva.

IIZZ -Zener Current-. Corriente inversa que puede circular en un diodo zener después del codo.

PPDD. Potencia disipada.

RR��JJAA -Termal Resistance, Junction to Ambient-. Resistencia térmica juntura-ambiente.

TTAA = 25ºC. Especifica la temperatura ambiente.

TTCC %%//ººCC -Temperature Coefficient-. Coeficiente de temperatura.

TTjj -Operating Junction Temperature-. Temperatura en la juntura.

TTooll.. ±± VVZZ ((%%)). Tolerancia expresada en el porcentaje de variación de la tensión de zener.

ttrrrr -Reverse Recovery Time-. Intervalo de tiempo entre el momento en que el diodo comienza a con-mutar (deja de circular corriente) y el momento en el cual la corriente se establece en un valor deequilibrio.

LLaass bbaannddaass ddee eenneerrggííaa eenn lloossssóólliiddooss

Consideremos la estructura de bandasenergéticas de los electrones de un cristal consu distancia interatómica normal.

En aa se representa el caso de un metal en elcual la banda más elevada está parcialmenteocupada por electrones. En bb aparece el casoen el que se acoplan los estados de los elec-trones de valencia, para dar origen a dos ban-das separadas por una zona energética pro-hibida EEgg. La banda inferior, a temperaturasbajas, está llena de los electrones de valencia;dejando totalmente vacía la banda de con-ducción. Estos electrones de valencia formanlos enlaces con otros átomos, por lo queestán muy ligados y no contribuyen a formar

1133

RReessiissttiivviiddaadd aa tteemmppeerraattuurraa aammbbiieennttee ((330000 ººKK)) eennoohhmm .. ccmm

Conductor

Semiconductor

Aislante (cuarzo)

10-5 a 10-6

10-3 a 105

Aprox. 1018

Banda de conducciónparcialmente llena

Banda devalenciaCompleta

Completa

Completa

Completa

a b

Ener

gía

de lo

s el

ectro

nes

Estadosinteriores

Banda de conducciónvacía

Zona energética prohibidaEg

Ec

Ev

Bandas energéticas de los electrones a 0ºK en (a) un conductor metálico, y (b)un aislante o semiconductor intrínseco

una corriente de electrones neta en presenciade un campo eléctrico moderado.

Si se eleva la temperatura, algunos electronespueden recibir una energía de al menos elvalor de EEgg, que es la correspondiente a lazona prohibida, y suben a la banda de con-ducción.

Cuando un electrón pasa a la banda de con-ducción, se modifican ambas bandas, la devalencia y la de conducción, que quedanparcialmente llenas. Por tanto, puede pro-ducirse corriente en ambas bandas, por elec-trones libres en la banda de conducción, ypor los huecos dejados en la banda de valen-cia. Esto explica por qué, a temperaturasbajas, este material se comporta como un ais-lante y, a temperaturas altas se parece a unconductor. A los materiales con este compor-tamiento se los denomina sseemmiiccoonndduuccttoorreessiinnttrríínnsseeccooss.

En este caso, en un material puro, hay tantoselectrones libres como huecos, ya que elhueco es dejado por un electrón que pasó ala banda de conducción. Es posible que unelectrón que no tiene energía suficiente parapasar a la banda de conducción, ocupe unhueco.

Con un campo eléctrico aplicado, se registrauna corriente de electrones libres en un sentidoy una corriente de huecos en sentido contrario.

Cuan fácil es "con-vertir, de estemodo, un aislanteen semiconductortiene relación conla cantidad deenergía que repre-senta la zona pro-hibida.

SSeemmiiccoonndduuccttoorreess ccoonnttaammiinnaaddooss ooddooppaaddooss

Lo planteado hasta aquí es válido para semi-conductores puros.

Pero, el mecanismo de conducción puedemodificarse sumando impurezas a la estruc-tura cristalina; esto es, sustituyendo átomosnormales por los de otro elemento. Parahacer esto, se agrega al material de base (Si,Ge, etc.) fundido, una pequeña cantidad deotro material "contaminante". Al solidificaresta masa, los átomos del material contami-nante quedan formando parte de la redcristalina.

Supóngase que se agrega a una masa de ger-manio un pequeña parte de arsénico. Elarsénico tiene 5 electrones de valencia. Comosemiconductor intrínseco, hemos visto que elgermanio queda rodeado de 4 átomos de Ge.Ahora, como hay muchos más átomos de Geque de As, cada átomo de As está rodeado de4 átomos de Ge. Cuatro de los electrones deAs se unirán al Ge con enlaces covalentes y elquinto electrón de valencia del As queda sinun lugar específico que ocupar y muy débil-mente ligado. Este electrón puede alejarse

1144

En el diamante, laenergía de la zonaprohibida es de unos5,5 eV, en el silicio de1,1 eV y en el ger-manio de 0,7 eV.

EEgg es la energía que al menos tiene que recibir unelectrón de valencia para pasar a la banda de con-ducción.

Los electrones que tienen una energía menor a lamáxima EEvv, necesitan más energía que EEgg parapasar a la banda de conducción.

1155

Paso de un electrón de labanda de valencia a la deconducción; representa lasbandas de energía del sili-cio a temperatura am-biente

del átomo de As al cual pertenecía, dejandofuertemente ligado a la red cristalina un iónpositivo del resto del átomo de As. Se necesi-ta una pequeña cantidad de energía paradesplazar al electrón hasta la banda de con-ducción. Obsérvese que, al transferir esteelectrón a la banda de conducción, no dejadetrás el hueco en el enlace covalente delsemiconductor intrínseco; para producir esteefecto, se podrían haber utilizado otros ele-mentos como fósforo o antimonio, tambiénpentavalentes.

Este Ge rico en electrones débilmente ligadosse llama material ttiippoo nn; y las impurezas pen-tavalentes, ááttoommooss ddoonnaaddoorreess.

La presencia de átomos donadores en la redcristalina crea una banda estrecha de energíapermitida que está situada debajo de labanda de conducción. El nivel de donadoresestá ocupado por el quinto electrón, débil-mente ligado al átomo donador. A tempera-tura ambiente, estos electrones se excitan ypasan a la banda de conducción.

También se puede producir Ge tipo p, rico enhuecos, añadiendo una pequeña cantidad deuna impureza trivalente a la masa fundida -indio, aluminio, galio, etc.-; éstos consti-tuyen átomos aceptores.

Con estas impurezas queda un enlace cova-lente incompleto al que falta un electrón; o

Banda de valencia

Banda de conducción

Nivel donante

EgEd

Ec

a

Ev

Ener

gía

de lo

s el

ectro

nes

Banda de valencia

Banda de conducción

Nivel aceptador EgEa

Ec

b

EvEner

gía

de lo

s el

ectro

nes

Bandas de energía de los electrones en semiconductores con impurezas; (a) tipo n condonantes, (b) tipo p con aceptadores

sea, queda un hueco. Este material con abun-dantes cargas positivas se denomina de ttiippoopp.

Los átomos de impureza se convierten eniones negativos ligados, cuando el hueco esocupado por algún electrón de un enlacecovalente adyacente. Este hueco queda neu-tralizado; pero, aparece otro hueco en laregión de donde vino el electrón que lo neu-traliza.

La presencia de átomos aceptores en la redcristalina crea un estrecho nivel de energíaque ocupan, justamente, por encima de labanda de valencia. Se necesita poca energíapara elevar un electrón de la banda de valen-cia al nivel de aceptores. Esto deja un huecoen la banda de valencia que puede conside-rarse como un portador de carga positiva.

El Si tiene 4 electrones de valencia y formaenlaces covalentes como el Ge; el dopadoproduce en él efectos similares. La diferenciaentre el Si y el Ge es el ancho del intervalo deenergía entre la banda de valencia y la deconducción. Este intervalo es mayor en el Si,por lo que se requiere más energía pararomper un enlace covalente y transferir unelectrón de la banda de valencia a la de con-ducción, en estado puro. En otras palabras, auna temperatura dada, el Si tiene menos por-tadores de carga disponibles que el Ge.

EEll ddiiooddoo ddee uunniióónn

UUnniióónn ppnn

En un semiconductor, a 0 ºK todos los elec-trones están en los niveles más bajos deenergía. A temperatura ambiente, algunoselectrones tienen suficiente energía parapasar de la banda de valencia a la de conduc-ción.

Si se aplica un campo eléctrico a este material-por ejemplo, si se conecta una batería-, elelectrón se mueve atraído por el polo positi-vo de la batería. Un electrón de la banda devalencia también puede moverse hacia el ter-minal positivo, si la batería posee suficienteenergía como para hacer pasar el electrón desu nivel de energía al del hueco.

Cuando el electrón salta al hueco, deja unhueco en el lugar donde estaba antes desaltar. Es como si el hueco se moviera endirección contraria al electrón, o sea, hacia elterminal negativo de la batería. La corrienteneta es debida tanto al movimiento de loselectrones como al de huecos.

Los electrones de la banda de conducción semueven más rápidamente hacia el terminalpositivo que los huecos en la banda de valen-cia hacia el terminal negativo.

1166

El proceso de agregado de cantidadescontroladas de impurezas se denominadopado o contaminación.

La corriente de electrones en la banda deconducción es mayor que la corriente debidaa la circulación de huecos. A temperaturaambiente, la corriente neta es pequeña,porque se trata de un semiconductor.

Cuando se contamina un semiconductor,

como el Si, añadiéndole átomos de un mate-rial aceptador (porque puede aceptar elec-trones en la banda de valencia del Si) -comoel boro-, los electrones de la banda de valen-cia del Si llenan los espacios aceptores (hue-cos) del Bo, a temperatura ambiente.

1177

Banda de valencia

Banda de conducción

Silício

Electrón

Hueco

E

E

Energía

Movimiento de electrones y huecos en el silicio al aplicar un campo eléctrico

Bandas de valencia del Sicontaminado con un materialaceptador (boro)

A temperatura ambiente, la energía necesariapara pasar de la banda de valencia a los espa-cios aceptores del material contaminante espequeña; por lo tanto, se genera un grannúmero de huecos. Cuando se aplica uncampo eléctrico, la corriente de huecos esalta y el silicio, así contaminado, se vuelveconductor. Este material -donde la conduc-ción se produce, principalmente, por hue-cos- corresponde al tipo p.

Si a un trozo de silicio se le agrega un mate-rial donador -como el fósforo-, que puedeceder electrones a la banda de conduccióndel silicio, a temperatura ambiente, este con-taminante cede sus electrones al Si.Entonces, a tem-peratura am-biente, el Si asícontaminado seconvierte en unconductor detipo n, ya que lacorriente es debi-da principal-mente a elec-trones.

Cuando se unen un material tipo p con unotipo n, los portadores de carga interactúan enla región de la unión. Los huecos del materialtipo p se difunden en el material tipo n y loselectrones del material tipo n fluyen hacia elmaterial tipo p. El comportamiento de estaunión es similar al de la válvula diodo, queprecedió en el desarrollo de la electrónica aluso de dispositivos de estado sólido, por loque constituye un ddiiooddoo ddee sseemmiiccoonndduucc--ttoorreess.

Para comprender el funcionamiento,recordemos el aspecto de dos trozos de semi-conductor, uno de tipo p y otro de tipo n.

1188

Bandas del Si contaminado con un material donador (fósforo)

Materiales semiconduc-tores de tipo p y tipo n,a punto de formar unaunión

Los círculos con signo - de la región p repre-sentan los iones negativos ligados de laimpureza aceptora. Estos iones han captura-do electrones para llenar sus huecos yquedaron con carga negativa. Los signos +representan los huecos, moviéndose en laregión p. Hay tantos iones negativos comohuecos libres de desplazarse.

En forma similar, los círculos con signo + dela región n representan los iones positivosligados a la impureza que han perdido suselectrones débilmente ligados. Los signos -representan a esos electrones libres demoverse en la región n. Inicialmente, tanto laregión p como la n son eléctricamente neu-tras.

Imaginemos que ponemos en contacto losdos materiales, sin aplicar un campo eléctri-co. En el material p abundan los huecoslibres y los iones negativos ligados, mientrasque en el de tipo n abundanlos electrones libres y losiones positivos están fuerte-mente ligados. Como la con-centración de huecos delmaterial p es mucho mayorque en el material n, los hue-cos se difunden hacia laregión n, estableciendo ungradiente de concentración de

huecos desde la región p a la n (la concen-tración decrece de p a n). Del mismo modo,existe un gradiente en la concentración deelectrones de la región n a la p, cuando loselectrones se difunden en la región p atrave-sando la unión de los dos materiales.

Estos portadores de corriente, huecos y elec-trones, se recombinan -un electrón ocupa unhueco-. Este proceso de difusión y recombi-nación, no se sostiene hasta que todos losportadores se han recombinado, ya que porcada hueco que atraviesa la unión del mate-rial p al n queda un ión negativo ligado almaterial p sin neutralizar. De manera similar,cada electrón que cruza de la región n a la pdeja un ión positivo sin neutralizar. Estosiones inmóviles generan un campo eléctricoa través de la unión que se puede simbolizarcomo si hubiera una pila alimentando esadiferencia de potencial.

1199

Nuestro equipo, Relevador de lascaracterísticas de componentessemiconductores

La corriente de portadores de carga quecruzan la unión y se recombinan no es cons-tante, sino que decrece en el tiempo. Losiones negativos que van quedando descom-pensados en el lado p -próximos a la unión-comienzan a rechazar los electrones prove-nientes del material tipo n, mientras que losiones positivos -que han perdido sus elec-trones-, del lado n, rechazan a los huecos quese difunden desde el lado p. En consecuen-cia, se establece una diferencia de potencialdebida a los iones ligados a ambos lados de launión. El campo eléctrico que allí se producese opone a la corriente de recombinación deportadores de carga, como si fuera una ba-rrera de potencial. Así se llega a una ciertacondición de equilibrio.

Esta condición sería de equilibrio si todos losportadores móviles de carga tuviesen exacta-mente la misma energía; pero, en realidad,parece que no es así. Entonces, algunos delos portadores con energía grande seráncapaces de vencer el potencial de barrera de

vez en cuando. Esto aumentaría el nivel de labarrera, tendiendo a limitar aún a los porta-dores que tienen mayor energía, hasta final-mente alcanzar el equilibrio.

En esta explicación se está suponiendo quelos materiales que conforman la unión notienen fallas; pero, el material de tipo p con-tiene algunos electrones libres originados porla ruptura de enlaces covalentes a causa de laagitación térmica. Estos electrones consti-tuyen portadores minoritarios en el materialde tipo p y tienen un tiempo medio de vidaantes de combinarse con uno de los huecos -que, en esta región, son abundantes-. Eltiempo de vida de un portador minoritariodepende del número de portadores mayori-tarios que lo rodean; y éste, a su vez, de lacantidad de impurezas agregadas al material.

Si el electrón de la región p sobrevive lo sufi-ciente como para desplazarse hasta la proxi-midad de la unión, cae bajo la influencia delcampo eléctrico que hay en la zona de lafrontera de la unión. El campo arrastra alelectrón a través de la región vacía, atraídopor los iones positivos descompensados delmaterial n.

De manera similar, un hueco generado tér-micamente en el material n constituye unportador minoritario que es arrastrado através de la región vacía, desde el lado n al p.

El potencial de la barrera colabora con lascorrientes de portadores minoritarios.

Cuando no hay tensión exterior aplicada,existe una ccoorrrriieennttee nneettaa ddee rreeccoommbbiinnaacciióónn yotra ccoorrrriieennttee nneettaa ggeenneerraaddaa ttéérrmmiiccaammeennttee.

2200

Unión de dos materiales de tipo p y n. La pilarepresenta la diferencia de potencial que seestablece en la proximidad de la unión entrelos materiales p y n, luego de haberse difun-dido los portadores libres

La corriente neta de recombinación IIrr a

través de la unión está constituida por loshuecos IIrrpp del lado p al n y los electrones IIrrnnen sentido opuesto. Como un electrón quecircula de derecha a izquierda es equivalentea un hueco en sentido contrario, estas doscorrientes se suman, dando la corriente totalde recombinación:

Simultáneamente, la ruptura de enlaces cova-lentes produce una corriente neta generadatérmicamente IIgg, debida a los portadores

minoritarios arrastrados a través de la ba-rrera. Esta corriente tiene dos componentes,una corriente de huecos IIggpp que circula de la

región n a la p y una corriente de electronesIgn que circula en sentido contrario. Por lotanto:

La corriente generada térmicamente sólodepende de la temperatura.

En condiciones de equilibrio, los portadoresque cruzan la unión debido a IIgg, sustituyen a

los debidos a IIrr, la cual tiene componentes

que circulan en direcciones opuestas a las deIIgg. El resultado neto es una corriente nula en

la unión, coherente con lo que se observaexteriormente; ya que si cerramos el circuitode un diodo desconectado a través de unamperímetro, éste no detecta paso de co-rriente. La barrera de potencial tiene un valortal que permite el equilibrio de estas co-rrientes.

PPoollaarriizzaacciióónn ddee llaa uunniióónn

Si se conecta exteriormente una tensión aldiodo -formado por la unión de dos semi-conductores de tipo p y n-, se establece uncampo eléctrico que se opone al potencial dela barrera. En esto consiste la polarizacióndel diodo.

Al conectar al diodo una tensión exterior -osea, al polarizar directamente al diodo-, sereduce la barrera de potencial. En estascondiciones y a temperatura ambiente, lacorriente de recombinación IIrr aumenta

2211

Ir = Irp + Irn

Ig = Igp + Ign

Unión entre semiconductores de tipo p y n sintensión externa aplicada

Aplicación de una tensión externa al diodo

mucho, mientras que la corriente IIgg no varía

significativamente, ya que depende de latemperatura.

Se puede suponer que, al colocar una tensiónde algunos volt, se contrarresta completa-mente la barrera de potencial y puede circu-lar una corriente muy grande. En realidad, alaumentar la corriente aumenta también lacaída de potencial en las zonas p y n. La ba-rrera se puede disminuir pero no anular.

Una excesiva corriente puede producir ladestrucción del componente por exceso decalor.

El número de portadores que atraviesan labarrera está dado por la siguiente relación:

Donde:Ir = Número total de electrones que cruzan

la barrera.

q = Carga del electrón: 1,6 x 10-19 C.

k = Constante de Boltzmann:1,38 x 10-16 erg/ºK.

Iro = Número de portadores que inician el

camino a través de la unión.

e = Base de los logaritmos neperianos.

T = Temperatura absoluta en grados kelvin.

VB = Nivel de la barrera en condiciones de

equilibrio, en volt.

Si no se aplica tensión, es decir V = 0, vimosque Ir = Ig

En este caso,

Al aplicar una tensión directa V, la altura netade la barrera se reduce a un valor VB - V , y

la correspondiente corriente de recombi-nación es:

O bien,

Y, sustituyendo,

La corriente neta en la unión se debe a la co-rriente de recombinación y a la corrientegenerada térmicamente (Ig), que circula en

sentido opuesto. Por lo tanto, la corrientetotal en la unión, que es igual a la corrienteexterior, es:

I = Ir - Ig

Sustituyendo por las ecuaciones anteriores,se obtiene:

Generalmente, Ig se denomina corriente de

saturación Is.

2222

- VBkT

qIr = Iro . e

- qVBkTIg = Iro . e

- q(VB - V)

kTIr = Iro . e

- qVB

Ir = Iro . e ekT

qV

kT

qV

kTIr = Ig . e

qV

kTI = Ig .( e - 1)

Consideremos cinco conceptos clave:

PPOOLLAARRIIZZAACCIIÓÓNN DDIIRREECCTTAA. Cuando se conecta aldiodo una batería de la forma que muestra lafigura, éste queda polarizado directamente.

Si se va variando la tensión aplicada por labatería, y tomando pares de valores de ten-sión y corriente, se puede dibujar una curva:

Partiendo de tensión aplicada cero, al iraumentándola, con las primeras décimas devolt aplicadas, la intensidad de corrientecrece lentamente -como se aprecia en laregión A-, debido a que la tensión aplicadano ha reducido suficientemente la barrera depotencial.

Si la tensión (V) sigue aumentando, la inten-sidad de corriente comienza a crecer másrápidamente -como se muestra en la regiónB-.

Cuando el potencial interno de barrera se hareducido suficientemente, la corriente quedalimitada por la resistencia interna de lafuente, la de los conductores y la del cristal,que puede ser muy baja y que depende deldopado, del área de la sección transversal yde la longitud.

2233

PPoollaarriizzaacciióónn ddiirreeccttaa

TTeennssiióónn ddee rruuppttuurraa

CCaappaacciiddaadd ddee bbaarrrreerraa ddee llaa uunniióónn

CCaappaacciiddaadd ddee ddiiffuussiióónn yy ttiieemmppoo ddeerreeccuuppeerraacciióónn

PPoollaarriizzaacciióónn iinnvveerrssaa

Diodo de unión polarizado directamente

A B

I

V

Característica tensión-corriente de un diodopolarizado directamente

Como estas resistencias pueden ser muybajas, es conveniente agregar alguna resisten-cia limitadora, cuando el diodo está polariza-do directo, para limitar la corriente.

PPOOLLAARRIIZZAACCIIÓÓNN IINNVVEERRSSAA. Al invertir la polaridadde la batería, el diodo queda polarizadoinversamente.

Al aplicar una tensión pequeña en el sentidoindicado en el gráfico, circula una corriente Isdel orden de los microampere. En este caso,el campo establecido por la tensión aplicadapor la batería se suma a la barrera interna depotencial para impedir que los portadorescrucen la unión.

Cuanto más negativa es la tensión aplicadaexternamente al diodo, más aumenta elancho de la región vacía. Para valores de ten-sión V negativos mayores a 0,1 V, la corrientede recombinación es despreciable y la inten-sidad de corriente a través del diodo es prác-ticamente igual a la de saturación I = Is .

TTEENNSSIIÓÓNN DDEE RRUUPPTTUURRAA.. Aumentando gra-dualmente la tensión inversa aplicada aldiodo, se llega a un valor (Vr) donde la

corriente inversa comienza a crecer rápida-mente. Este crecimiento de la corrientepuede ser muy abrupto en los diodos de Si.

El aumento brusco de I puede ser elresultado de uno o dos mecanis-mos.

Primero, si V aumenta lo suficiente,es posible que el campo eléctrico enla proximidad de la unión aumenteal punto de "arrancar" electrones delos enlaces covalentes cuando sellega a la tensión de ruptura (Vr).

Este fenómeno se denomina rruupp--ttuurraa zzeenneerr.

El segundo mecanismo es el de rruupp--ttuurraa ppoorr aavvaallaanncchhaa, debido a unefecto de emisión secundaria. Los

2244

Diodo de unión polarizado inversamente

VT IS-0,1V

I

Zona polarizacióninversa

Zonapolarizacióndirecta

V

Característica tensión-corriente de un diodopolarizado inversamente

portadores minoritarios producidos por laruptura de enlaces covalentes son aceleradosa través de la unión por la polarización inver-sa. Cuando V alcanza el valor crítico (Vr), los

portadores minoritarios tienen velocidadsuficiente como para romper enlaces cova-lentes de los átomos con los que chocan loque, a su vez, produce la ruptura de otrosenlaces; y, así, sucesivamente. La consecuen-cia es un aumento brusco de portadores decarga, lo que exteriormente se percibe comouna resistencia baja en el diodo. La corrienteinversa en un diodo debe ser limitada poruna resistencia externa si se aplica una ten-sión próxima a Vr .

CCAAPPAACCIIDDAADD DDEE BBAARRRREERRAA DDEE LLAA UUNNIIÓÓNN. En la zonade la unión de los materiales pp y nn, la regiónvacía es un aislador excelente, ya que estácasi libre de portadores de carga, lo cualpuede asimilarse al dieléctrico de un capaci-tor. Las regiones que limitan la región vacíatienen buena conductividad, debido a lapresencia de portadores de carga, por lo quese parecen a las placas de un capacitor. Elancho de la región vacía depende de la ten-sión inversa aplicada, con lo cual estamos enpresencia de un capacitor variable cuyo valordepende de la tensión a través de la unión.

En los diodos de unión por aleación, lacapacidad de barrera (Cb) es inversamente

proporcional a la raíz cuadrada de la tensión.

En los diodos de unión por crecimiento -donde la unión no es tan abrupta como losde tipo aleación-, Cb varía en proporción

inversa a la raíz cúbica de la tensión inversa.

CCAAPPAACCIIDDAADD DDEE DDIIFFUUSSIIÓÓNN YY TTIIEEMMPPOO DDEE RREECCUU--PPEERRAACCIIÓÓNN. Supongamos que, en un diodopolarizado directamente, el lado pp está muycontaminado y el lado nn, lo está ligeramente.En estas condiciones, la mayor parte de lacorriente directa es transportada por los hue-cos y no por los electrones.

En un momento, pueden encontrarse huecosen la región n que aún no se han recombina-do con electrones. Si el diodo se polarizarepentinamente en sentido opuesto, la co-rriente II no cae instantáneamente a un valorbajo como podría esperarse. El tiempo quetarda el diodo en recuperar su elevado valorde resistencia inversa después de habersepolarizado directamente, se denomina ttiieemm--ppoo ddee rreeccuuppeerraacciióónn.

En el instante en que se aplicó la polarizacióninversa la región n era rica en huecos inyec-tados desde la región p. Estos huecos debendifundirse retrocediendo hacia la unión y serarrastrados a través de ella antes de que lacorriente de la unión caiga a su valor de satu-ración térmica Is. La región n aparece mo-

mentáneamente como un depósito de hue-cos, por lo que este efecto puede ser repre-sentado por un capacitor llamado ccaappaacciiddaaddddee ddiiffuussiióónn.

EEssppeecciiffiiccaacciioonneess ddeell ddiiooddoo ddeesseemmiiccoonndduuccttoorreess

La forma en que se construye un diodo, suscaracterísticas físico-químicas y geométricasdetermina sus parámetros:

• la corriente que es capaz de conducir,

2255

• la potencia que puede disipar y

• la tensión inversa máxima que puedesoportar sin dañarse, entre otros.

Los fabricantes ofrecen esta información quees de suma utilidad para quien utilice estoscomponentes, tanto en el diseño como en laconstrucción de dispositivos electrónicos.

En las hojas de especificaciones técnicas seencuentran datos que difieren según el fabri-cante; pero, básicamente, éstos son:

• Tipo de dispositivo, con un códigoalfanumérico de identificación del com-ponente asignado por el fabricante.

• Máxima corriente en polarización direc-ta.

• Corriente promedio de media onda, rec-tificada en polarización directa.

• Tensión inversa pico (PIV).

• Máxima corriente inversa.

• Máxima temperatura de la unión.

• Curvas de degradación de corriente.

• Curvas características para cambio detemperatura, de tal forma que el disposi-tivo se pueda estimar para altas tempera-turas.

En diodos para usos especiales, se agregandatos específicos; por ejemplo, en el caso delos diodos zener, se especifica:

• Tensión zener nominal.

• Tolerancia de tensión.

• Máxima disipación de potencia (a 25 ºC).

• Corriente de prueba, Izt.

• Impedancia dinámica a Izt.

• Corriente de codo.

• Coeficiente de temperatura.

• Curvas de degradación para altas tempe-raturas.

Al elegir un diodo para una aplicación con-creta -conociendo los requerimientos del cir-cuito y observando cuidadosamente lasespecificaciones que provee el fabricante-, sedeben utilizar criterios adecuados, ya quedifícilmente coincidan los valores.

Las características comerciales que, en gene-ral, se encuentran en las hojas de especifica-ciones son:

11.. CCoorrrriieennttee mmááxxiimmaa eenn ddiirreeccttaa, IFmax oIFM -DC forward current-. Es la corrientecontinua máxima que puede circular porel diodo polarizado directamente, sin queéste sufra ningún daño.

Los fabricantes suelen distinguir treslímites:

• Corriente máxima continua -IFM-.

• Corriente de pico transitoria -PeakForward Surge Current-, en la que seespecifica también el tiempo que dura elpico.

• Corriente de pico repetitivo -RecurrentPeak Forward Current-, en la que seespecifica la frecuencia máxima del pico.

22.. TTeennssiióónn ddee rruuppttuurraa eenn ppoollaarriizzaacciióónn iinnvveerr--ssaa -Breakdown Voltage, BV; Peak Inverse

2266

Voltage, PIV). Es la tensión a la que se pro-duce el fenómeno de ruptura.

• Tensión máxima de trabajo en inversa -Maximun Working Inverse Voltage-. Es latensión que el fabricante recomienda nosobrepasar, para una operación en polari-zación inversa segura.

• Corriente en polarización inversa, IR -Reverse Current-. Es habitual que se ex-prese para diferentes valores de la tensióninversa.

• Caída de tensión en PD, VF -ForwardVoltaje-. Pese a que se ha señalado ante-riormente los 0.7 V como valor típico, enmuchas ocasiones los fabricantes aportandatos detallados de esta caída de tensión,mediante la gráfica I-V del dispositivo.

Además, es frecuente que los fabricantessuministren datos adicionales acerca delcomportamiento del dispositivo para otrastemperaturas diferentes a la nominal o queagreguen gráficos que muestren el compor-tamiento del componente en función dediversos parámetros.

A modo de ejemplo, algunos fabricantesespecifican rasgos para diodos de propósitosgenerales, de conmutación, diodos utilizadosen computación, diodos de alta tensión ydiodos de bajas pérdidas:

• número de dispositivo,

• número de encapsulado,

• VRRM (V) (Mín),

• IR (nA) (Máx.) a VR (V),

• VF (V) (Mín y Máx) a IF (mA),

• C (pF) (Máx),

• trr (ns)

• y las condiciones de prueba a las que sehallan estos valores.

En el caso de los diodos zener, además de losnúmeros de dispositivo y encapsulado:

• VZ (V) (Nom),

• Tol. ± VZ (%),

• ZZ (�) (Máx) a IZ (mA),

• IR (µA) (Máx) a VR (V),

• T.C. %/ºC,

• PD (mW) a TA =25 ºC.

En diodos de alta conductancia y bajas pér-didas, se ofrece:

• WIV,

• I0 ,

• IF ,

• if ,

• if(surge),

• Tstg,

• Tj,

• características térmicas como PD, R�JA,

• características eléctricas como BV, IR, VF

y C0 .

En diodos rápidos y ultrarrápidos de alta

2277

conductancia o de bajas pérdidas se agregan:

• curvas con características típicas a tem-peratura ambiente de 25 ºC, de tensióncontra corriente con polarización directa,

• tensión inversa contra corriente inversa,

• tensión directa contra corriente paradiferentes temperaturas ambiente,

• capacitancia contra tensión inversa,

• tiempo de recuperación inversa contracorriente inversa,

• corriente promedio rectificada y

• corriente directa contra temperaturaambiente,

• curva de decrecimiento de potencia.

RReepprreesseennttaacciióónn ggrrááffiiccaa.. SSíímmbboollooss..CCuurrvvaass

El ddiiooddoo iiddeeaall es un componente discretoque permite la circulación de corriente entresus terminales cuando está polarizado direc-tamente y la bloquea cuando está polarizadoinversamente.

Su comportamiento se puede representar poruna curva lineal por tramos:

Cuando se aplica al diodo una tensión posi-tiva en el ánodo y negativa en el cátodo -estoes, cuando se polariza directamente-, eldiodo se comporta como un cortocircuito, yaque presenta una resistencia nula. Alpolarizarlo inversamente, su resistencia setorna infinita, por lo que se puede asimilar aun circuito abierto.

Un ddiiooddoo rreeaall difiere, en cierta medida, delideal:

• polarizado positivamente, presenta unaresistencia baja pero no nula,

• la tensión a la que comienza a conducirno es nula y su valor depende del mate-rial con que está construido,

• polarizado inversamente, ofrece una altaresistencia pero no infinita, por lo quecircula una pequeña corriente de fuga ode pérdida

• la tensión inversa aplicada tiene un límitedeterminado por la ruptura por avalan-cha y por el efecto zener; esto no signifi-ca que, alcanzado este valor se destruyeel diodo, sino que aumenta bruscamentela conducción de corriente inversa que,de no limitarse, sí puede llevar a ladestrucción del componente,

• la pendiente en esta zona de conduccióninversa (zona de trabajo de los diodoszener) no es infinita, por lo que hay quelimitar la corriente a un valor adecuado.

2288

VD

ID

Curva de un diodo ideal

Símbolo del diodo

2299

Un diodo de silicio comienza a conducir conpolarización directa a mayor tensión que unode germanio y tiene menor corriente de pér-dida cuando está polarizado inversamente.

En general, el silicio ha reemplazado al ger-manio en los diodos, debido a su mayor ba-

rrera de energía que permite la operación atemperaturas más altas, y a que los costos dematerial son mucho menores.

En aplicaciones de alta frecuencia y microon-das es particularmente útil el arsenurio degalio.

iD

vD-vD

-iD

La pendiente no esinfinita. Tiene una resistencia no nula enconducción inversa

El umbral al cualcomienza a conducir undiodo real no es cero

La pendiente no es infinita.Tiene una resistencia nonula en conducción conpolarización directa

Con polarizacióninversa, la pendienteno es nula. Hay unaresistencia noinfinita, que permiteel paso de unapequeña corriente depérdida

Tensión deruptura

(Fuera de escala)

Polarizacióninversa

Polarizacióndirecta

Curva de un diodo real, donde se indican las diferencias con un diodo ideal

3300

iD

vD

Tensión deruptura

Corriente depérdida

Si

Si

Ge

Ge

0,2V 0,7V

(Fuera de escala)

Polarizacióninversa

Polarizacióndirecta

Curvas de un diodo de silicio y uno de germanio

TTiippooss ddee ddiiooddooss

DDIIOODDOOSS DDEE DDIISSRRUUPPCCIIÓÓNN. La disrupcióninversa en las uniones PN se debe a que elcampo eléctrico en la zona de carga espacialaumenta al aumentar la tensión inversa.

Uno de los mecanismos que originan la dis-rupción inversa -cuya consecuencia másnotoria es el abrupto aumento de la intensi-dad de corriente-, es la multiplicación poralud o efecto de avalancha; el otro mecanis-mo de disrupción se llama efecto zener.

En los diodos de unión de silicio con conta-minación leve, la tensión disruptiva es dedecenas a centenares de volt y se produce porefecto avalancha. Los diodos fuertementecontaminados tienen tensiones disruptivasmás bajas; la capa de carga espacial es másdelgada y el campo eléctrico más intensopara la misma tensión aplicada (del orden dealgunos volt). En este caso, la disrupción seproduce por efecto zener; aquí, el campoeléctrico es muy elevado y la capa de cargaespacial es tan delgada que los portadorespasan por la capa de carga espacial un tiem-po demasiado corto como para generar unacantidad apreciable de portadores secunda-rios.

En los diodos cuya tensión disruptiva es unpoco mayor, aparecen ambos efectos.

Ninguno de estos efectos -zener y avalancha-por sí mismos, son destructivos ni irre-versibles. Sin embargo, como consecuenciade estos mecanismos de conducción, seincrementa considerablemente la corrienteinversa por el diodo y, debido a una resisten-cia interna no nula, puede aumentar la tem-peratura a valores que ponen en peligro laintegridad del componente.

El valor de la tensión disruptiva o tensión dezener se puede definir al fabricarlo.

El uso más frecuente de estos diodos es como

3311

DDee ddiissrruuppcciióónn

ZZeenneerr

SScchhoottttkkyy

VVaarraaccttoorr ((vvaarriiccaapp))

TTúúnneell ((eessaakkii))

EEmmiissoorreess ddee lluuzz yy ffoottooddiiooddooss

PPIINN

DDee rreeccuuppeerraacciióónn ddee nniivveell

IIMMPPAATTTT

DDee ppuunnttoo ddee ccoonnttaaccttoo

BBaacckkwwaarrdd

JJuunn

LLáásseerr

reguladores de tensión, ya que permiten unamplio margen de variación de la corriente,dentro de un estrecho margen de variaciónde la tensión.

DDIIOODDOO ZZEENNEERR. El diodo zener es un dis-positivo que se fabrica expresamente paratrabajar polarizado inversamente. La conta-minación se realiza de tal forma que la ten-sión característica de ruptura o avalancha,

VZ, es muy pronunciada.

Si la tensión en polarización inversa excedela tensión de ruptura, el diodo normalmenteno se destruye, salvo que la corriente excedael máximo predeterminado y que el disposi-tivo se sobrecaliente. El valor de la tensióninversa al cual se produce este fenómeno secontrola con la cantidad de contaminante enel diodo.

3322

iD

vD-vD

-iD

Vzmin

Vz

codo ovértice

Vzmáx

Polarizacióninversa

Polarizacióndirecta

Característica de un diodo zener típico

DDIIOODDOO SSCCHHOOTTTTKKYY. El diodo schottky seforma uniendo una región semiconductoracontaminada (generalmente de tipo n) conun metal como oro, platino, plata o aluminio,formando una unión p-n o metal-semicon-ductor.

Este diodo opera sólo con portadores mayo-ritarios. La región metálica está densamenteocupada por electrones de la banda de con-ducción y la región semiconductora tipo n seencuentra ligeramente dopada. Al polarizarlodirectamente, los electrones de alta energíaen la región n se inyectan en la región metáli-ca, donde ceden su energía excesiva muyrápidamente. Debido a que no hay porta-dores minoritarios, la respuesta a un cambiode polarización es muy rápida.

Se utiliza en conmutación de alta velocidad y,a menudo, en circuitos integrados para apli-caciones digitales.

El diodo schottky tiene una característica detensión contra corriente similar a la del diodode unión pn de silicio, excepto porque la ten-

sión de umbral cuando se polariza directa-mente, es 0.3 V en vez de 0.7 V. La capaci-tancia asociada con el diodo es pequeña.

A veces se lo denomina ddiiooddoo ddee bbaarrrreerraa, yaque se forma una barrera a través de la unión,debido al movimiento de los electrones delsemiconductor a la interfaz metálica.

DDIIOODDOO VVAARRAACCTTOORR ((VVAARRIICCAAPP)). Tambiénse denomina de ccaappaacciittaanncciiaa vvaarriiaabbllee,porque la capacitancia de la unión varía conla tensión de polarización inversa. Estos dio-dos se usan en circuitos sintonizados encomunicaciones.

La capacitancia es una función de la tensióninversa. Por tanto, el diodo actúa comocapacitor variable, en el que el valor de lacapacitancia es una función de la tensión deentrada.

El diodo varactor es, básicamente, un diodode unión pn polarizado inversamente queutiliza la capacitancia inherente de la capa deempobrecimiento (o zona vacía). Esta capaaparece cuando se polariza inversamente aldiodo y actúa como el dieléctrico de uncapacitor. Las regiones p y n tienen buenaconductividad y actúan como las placas delcapacitor.

Cuando aumenta la tensión de polarizaciónaplicada, la zona de empobrecimiento (ovacía) se amplía, incrementando el espesordel dieléctrico y reduciendo la capacitancia.Al contrario, cuando disminuye la tensióninversa, se estrecha la zona vacía (o dieléctri-co) y aumenta la capacitancia que ofrece elcomponente.

3333

Símbolo del diodo zener, diferente del de undiodo regular

Símbolo del diodo schottky

El valor de la capacitancia en un capacitorplano -al que se puede asimilar la zona de launión pn-, puede variarse modificando elárea de las placas enfrentadas. Por lo tanto, lacapacitancia también varía en función de lasdimensiones geométricas del diodo. Lacapacitancia puede variar de algunos pico-farad hasta cientos de picofarad.

Un uso común de este diodo es en eloscilador controlado por tensión (VCO).Existen varactores donde la variación de lacapacidad es "extra abrupta", que se utilizanpara generar armónicas de una frecuencia.

DDIIOODDOO TTÚÚNNEELL ((EESSAAKKII)).El diodo túnel presenta lapoco común característicade "resistencia negativa".Está más contaminadoque el diodo zener, por loque provoca que la zonadesértica o vacía sea máspequeña. Esto aumenta lavelocidad de operación,por lo que el diodo túneles útil en aplicaciones dealta velocidad. Conformeaumenta la polarizacióndirecta, la corrienteaumenta con mucha rapi-dez hasta que se producela ruptura. Entonces la

corriente cae rápidamente.

El diodo túnel es útil debido a esta región deresistencia negativa (donde, aún aumentandola tensión positiva aplicada, decrece la co-rriente). La región de resistencia negativa deun diodo túnel se desarrolla de manera car-acterística en el intervalo de 50 mV a 250mV. Se construye con germanio o arseniurode galio, contaminando las regiones p y nmucho más que en un diodo convencional.

Se utiliza en osciladores y amplificadores demicroondas.

3344

Símbolo del diodo varactor (varicap)

Símbolo del diodo túnel

Curva característica del diodo túnel

DDIIOODDOOSS EEMMIISSOORREESS DDEE LLUUZZ YY FFOOTTOODDII--OODDOOSS.. El diodo emisor de luz -led;light emitting diode- transforma la corrienteeléctrica en luz.

Al polarizar directamente al led, los elec-trones del material n cruzan la unión y serecombinan con huecos del material p.Estos electrones libres se encuentran en labanda de conducción, a un nivel energéti-co más alto que los huecos en la banda devalencia. Cuando se lleva a cabo la recom-binación, los electrones que se recombi-nan liberan energía en forma de calor yluz. Una gran superficie expuesta sobreuna capa de material semiconductor per-mite que los fotones se emitan como luzvisible, en un proceso llamado eelleeccttrroolluu--mmiinniisscceenncciiaa.

Los materiales utilizados son el arseniurode galio y el fosfuro de galio, entre otros.El color de la luz emitida está relacionadocon el material con que está construido eldiodo. Según sea la longitud de onda de laluz emitida, puede o no ser visible; losdiodos de GaAs emiten radiación infrarro-ja, que se usa en acoplamientos ópticos.

Su uso más frecuente es como indicadorluminoso de la presencia de una variabley, a veces, se puede utilizar como fuentede luz para aplicaciones de comunica-ciones por fibra óptica.

Un fotodiodo realiza la función inversa alled; esto es, transforma la fuente deenergía lumínica en corriente eléctrica. Seaplica polarización inversa al fotodiodo yla corriente de saturación inversa se con-trola por la intensidad de luz que ilumina

el diodo, incidiendo sobre la unión pn através de una pequeña ventana transpa-rente. La luz genera pares electrón-hueco,que inducen corriente. El resultado es unafotocorriente en el circuito externo, quees proporcional a la intensidad de luzefectiva en el dispositivo. Éste se compor-ta como generador de corriente constante,mientras la tensión no exceda la tensiónde avalancha.

DDIIOODDOO PPIINN. Su nombre se deriva delmaterial intrínseco entre las capas p y n:Consta de regiones p y n altamente conta-minadas, separadas por una regiónintrínseca (sin dopar).

Al estar polarizado inversamente, el diodoactúa como una capacitancia casi cons-tante. Con polarización directa, actúacomo una resistencia variable que decreceal aumentar la corriente.

Como tiene baja capacitancia, encuentraaplicación en frecuencias altas. Cuando se

3355

Símbolo del diodo led

Símbolo del fotodiodo

polariza en directo, la inyección de porta-dores minoritarios aumenta la conductivi-dad de la región intrínseca. Cuando sepolariza en inverso, la región intrínseca sevacía totalmente de portadores y la inten-sidad del campo, a través de la región, esconstante.

Se utiliza como interruptor de microon-das controlado por corriente continua,operado mediante cambios rápidos depolarización o bien como un moduladorque aprovecha la característica deresistencia variable en polarización direc-ta.

Como en la unión pn no se produce recti-ficación, es posible modular una señal dealta frecuencia mediante una variación dela polarización en frecuencia más baja.También puede usarse como atenuador,controlando su resistencia.

DDIIOODDOO DDEE RREECCUUPPEERRAACCIIÓÓNN DDEE NNIIVVEELL.El diodo de recuperación de nivel estáconstruido de forma tal que la contami-nación de los materiales semiconductoresse reduce a medida que se aproxima a launión pn. Esto reduce el tiempo de apa-gado mediante la liberación muy rápidade carga almacenada, al conmutar depolarización directa a inversa.

También permite un restablecimientorápido de corriente directa, al conmutarde polarización inversa a directa.

Este diodo se utiliza en conmutación muyrápida.

DDIIOODDOO IIMMPPAATTTT. El nombre proviene deabreviar algunas palabras que describensus funciones principales. IMP (impacto)A (avalancha) T (tránsito) y T (tiempo). Es una unión pn que tiene impurezas detal grado que exhibe un comportamientosimilar al diodo túnel, de forma quemuestra una resistencia negativa en lacondición de avalancha.

Debido a esta particularidad en laresistencia de su curva característica, seutiliza en osciladores de alta frecuencia.

DDIIOODDOO DDEE PPUUNNTTOO DDEE CCOONNTTAACCTTOO.Este diodo fue de los primeros desarrolla-dos (bigote de gato). Aún se usa en detec-ción de video.

DDIIOODDOO BBAACCKKWWAARRDD. Tiene característi-cas similares al diodo de punto de contac-to, aunque puede manejar mayores co-rrientes en polarización inversa, lo que -acompañado de una abrupta pendientedespués del codo- lo muestran parecido alzener. En polarización directa, comienza aconducir casi en 0 volt.

DDIIOODDOO GGUUNNNN. Debe su nombre a J.B.Gunn. Es un ensamble de una capa deresistencia media entre dos capas deresistencia baja. Su funcionamiento essimilar al del diodo túnel y dispuesto enuna cavidad resonante puede oscilar en labanda Q (30-40 GHz)

3366

DDIIOODDOO LLÁÁSSEERR. El término láser está for-mado por las iniciales de LightAmplification by Stimulated Emisión ofRadiation -amplificación de la luz median-te emisión estimulada de radiación-. Laluz láser es monocromática o de un solocolor, y coherente o de una sola longitudde onda, o de una banda estrecha de lon-gitudes de onda.

Está formado por la unión pn de doscapas de arseniuro de galio contaminado.La longitud de la unión pn guarda unaprecisa relación con la longitud de ondade la luz a emitir. En un extremo de launión se construye una superficie alta-mente reflectora y en el otro, una superfi-cie parcialmente reflectora. Los extremosson las conexiones al ánodo y al cátodo.

La unión pn se polariza directamente,aplicando una tensión exterior. A medidaque los electrones se mueven por launión, en la región de empobrecimientoocurre una recombinación, como en losdiodos comunes. Cuando los electronescaen en los huecos para recombinarse, seliberan fotones. Un fotón liberado puedeincidir sobre un átomo, liberando otrofotón. A medida que aumenta la corrientedirecta, más electrones penetran en laregión de empobrecimiento y provocan laemisión de más fotones. Finalmente,algunos de los fotones que se desplazanaleatoriamente en el interior de la regiónvacía, inciden perpendicularmente en lassuperficies que reflejan. Estos fotonesreflejados se mueven en la región vacía,incidiendo en átomos y liberando nuevosfotones. Este movimiento de un lado aotro de los fotones aumenta a medida que

la generación de fotones produce un efec-to de "bola de nieve", hasta que losfotones que pasan a través del extremoreflector de la unión pn forman un haz deluz coherente muy intenso.

Cada fotón producido en este proceso esidéntico a los otros fotones, en cuanto alnivel energético, a la relación de fase y ala frecuencia. Así, del diodo láser emergeuna sola longitud de onda muy intensa.

Los diodos láser tienen un nivel deumbral de corriente por arriba del nivel alque el diodo se comporta como un led, elque emite luz incoherente.

Los diodos láser y los fotodiodos se uti-lizan en el sistema de detección de losreproductores de discos compactos. Conunos lentes se enfoca el haz emitido por eldiodo láser sobre la superficie del CDmientras está girando. La luz se refleja enlos hoyos y planos grabados en el CD y escaptada por fotodiodos infrarrojos.

CCiirrccuuiittooss eeqquuiivvaalleenntteess

A fin de mejorar la comprensión de uncircuito equivalente del diodo, presenta-mos la técnica de aproximación lineal portramos a la característica no lineal de unsemiconductor real.

Considere la aproximación mediante tressegmentos. Observe en la figura que sepuede mejorar la aproximación aumen-tando el número de segmentos utilizados.

3377

En la práctica se trata de simplificar cuantosea posible la representación; por ejemplo,utilizando sólo dos segmentos.

En la representación del cir-cuito equivalente se utilizancomponentes ideales, comodiodos, resistencias, fuentesde tensión constante yfuentes de corriente cons-tante.

En el caso mostrado en lafigura bb se aproxima lacurva con dos segmentossemi-infinitos que se unenen el punto V3. El circuito

equivalente puede configu-rarse con una fuente de ten-sión continua que varía

lentamente desde un gran valor negativohasta un gran valor positivo, en serie con undiodo ideal, una resistencia R3 y una batería

de tensión V3, opuesta a la tensión de la

fuente de alimentación.

3388

b

Pendiente1/R3

V3

iD

VD

a

Pendiente1/R2

V1 V2

Pendiente1/R3

iD

VD

Mediante 3 segmentos Mediante 2 segmentos

Aproximación lineal por tramos a una curvano lineal de un diodo semiconductor

+

-

Diodo Ideal

V3

R3

V fuenteVcc variable

Circuito equivalente, correspondiente a lafigura b

El diodo conduce (como si fuera un conduc-tor) cuando se polariza directamente; o sea,cuando la tensión VD - V3 es positiva. Y se

comporta como un circuito abierto cuandoesta tensión es negativa.

Entonces, los pares de valores de tensión ycorriente para tensiones menores que V3 re-

presentan el segmento horizontal que termi-na en V3. En este tramo, la corriente per-

manece nula.

Cuando la tensión de alimentación supera aV3, el diodo conduce y la corriente circula a

través de la resistencia R3, en serie con la

batería V3, que representa el segmento de

pendiente 1/R3.

Continuando con este análisis, se puedeobservar que, representar el tercer segmentode la figura a, el segundo segmento se con-sigue con un diodo (D1) en serie con una

resistencia R2 y con una batería de tensión

V1. Observe que la pendiente 1/R3 es mayor

que la pendiente del segundo segmento,1/R2. Esto se puede expresar como:

Entonces, se completa el circuito con otrarama en paralelo formada por la serie deldiodo D2, la resistencia hallada R y la batería

de tensión V2.

Según qué se quiere mostrar del compor-tamiento de un componente, es el circuitoequivalente que se construye.

Por ejemplo, si se quieremostrar el comporta-miento de un diodofrente a una señal de c.a.(alterna) aplicada, intere-sa la resistencia dinámicaen la zona de trabajo, asícomo las capacidades quepuedan incidir en larespuesta que se obtenga,o sea, la modificación dela señal al pasar por eldiodo.

Las resistencias rrpp y rrnnrepresentan las resisten-cias dinámicas de las

masas de las regiones p y n, respectivamente.La resistencia dinámica de la unión se repre-senta por la resistencia de difusión rrff, en

paralelo con la de pérdida, rrLL. La resistencia

de difusión es igual a la resistencia directa deldiodo:

3399

+

-

D1

V1

R2

D2

V2

R

V fuenteVcc variable

Circuito equivalente, correspondiente a lafigura a

1 1 1R3 R2 R

= + o seaR2 . R3

R2 - R3R =

Y es muchísimo mayor para tensiones inver-sas mayores de 0,25 V.

La capacidad de difusión Cd es, en general,

mucho mayor que la capacidad de barreraCb, cuando la unión está polarizada directa-

mente. Cuanto mayor es la corriente de

polarización directa, mayor es la capacidadde barrera. Con polarización inversa, pre-domina la capacidad de barrera.

En polarización directa, la resistencia de pér-dida rL se puede despreciar en comparación

con rf, porque es muy grande y está en para-

lelo, no así con polarización inversa.

Si se reúnen las resistencias rp y rn en una

sola rB, se puede simplificar el circuito equi-valente.

4400

rf �qkT

I

rp

rf Cd Cb rLm

Cd

CbrL

rf

rB

rb

Circuito equivalente a-c para un diodo de unión

Parámetros más relevantes con polari-zación directa

Parámetros relevantes con polari-zación inversa

EEffeeccttoo ttrraannssiissttoorr

Existen diferentes tipos de transistores. Entrelos de uso más generalizado encontramos:

• los bipolares,

• los unipolares.

El ttrraannssiissttoorr ddee uunniióónn bbiippoollaarr (BJT) consiste

en dos uniones pn. Éstas resultan de la uniónde tres regiones de materiales semiconduc-tores contaminadas, que forman un disposi-tivo que actúa como un amplificador de co-rriente. Las regiones se denominan: emisor,base y colector.

Según sean los materiales que se usan,pueden conformar un componente de tipopnp o npn:

4411

TTrraannssiissttoorr EEffeeccttoo ttrraannssiissttoorr

RReellaacciioonneess ddee ccoorrrriieenntteess

GGaannaanncciiaa

CCuurrvvaass ccaarraacctteerrííssttiiccaass ddee ccoolleeccttoorr

VVaalloorreess mmááxxiimmooss ppeerrmmiittiiddooss

ZZoonnaass ddee ssaattuurraacciióónn yy ddee ccoorrttee

CCaarraacctteerrííssttiiccaass eessttááttiiccaass

EEssppeecciiffiiccaacciioonneess

DDee ppootteenncciiaa

EEnn aallttaa ffrreeccuueenncciiaa

EEll ttrraannssiissttoorr

La región de la base está levemente contami-nada y está unida a las otras dos regiones -colector y emisor- fuertemente contami-nadas. Estas últimas, no están unidas entre sí.

Para que un tran-sistor amplifique,se deben polari-zar correctamentelas uniones (base-emisor y base-co-lector).

4422

Transistor tipo npn

Basen

np

Colector

Emisor

Transistor tipo pnp

Basep

pn

Colector

Emisor

Polarizar es aplicarexternamente una ten-sión.

RE RL

IB

IE

E(N) B(P) C(N)

I C

V EE Vcc

Transistores polarizados npn

RE R L

IB

IE

E(P) B(N) C(P)

I C

V EE Vcc

Transistores polarizados pnp

Para nuestra explicación usamos un transis-tor npn -aunque, el comportamiento de unpnp es similar; excepto que invierte eldesplazamiento de electrones y huecos, lapolaridad de las tensiones de polarización ylos sentidos de las corrientes-.

En un transistor npn:

• la base es de un semiconductor de tipo n,

• tanto el emisor como el colector son detipo p,

• a polarización directa de la unión base-emisor (BE) estrecha la capa de empo-brecimiento (vacía),

• la polarización inversa de la unión base-colector (BC) ensancha esta capa deempobrecimiento,

• la región tipo n del emisor genera elec-trones en la banda de conducción(libres), los que se difunden a través de launión BE polarizada directamente haciala región tipo p de la base, de la mismamanera que sucede en un diodo polariza-do directamente,

• la región de la base está levemente con-taminada y es estrecha, por lo que tieneun pequeño número de huecos,

• entonces, sólo una pequeña cantidad deelectrones que fluyen a través de la uniónBE puede combinarse con los huecosdisponibles; estos pocos electronesrecombinados salen de la base comoelectrones de valencia, formando lapequeña corriente de base IB.

• casi ningún electrón que fluye del emisora la estrecha región de la base se recom-bina y se difunde en la capa de empo-

brecimiento BC,

• una vez en esta capa, son llevados através de la unión BC polarizada inversa-mente por el campo de la capa de empo-brecimiento establecido por la fuerza deatracción de los iones positivos y nega-tivos,

• los electrones, ahora, se mueven a travésde la región de colector, emergen delcolector y viajan al terminal positivo de lafuente de polarización externa, formandola corriente de colector, IC.

La intensidad de corriente del colectordepende directamente del valor de la co-rriente de base y es independiente de la ten-sión continua aplicada al colector.

RReellaacciioonneess ddee ccoorrrriieenntteess ddee uunnttrraannssiissttoorr

En la figura se muestran las tensiones y sen-tidos convencionales de las corrientes en lostransistores de tipo npn y pnp.

4433

IB

VBE

VCE

IE

IC

Tensiones y corrientes características en untransistor npn

Analizando estos diagramas se puede decirque:

Recordamos que IB es mucho menor que IE e

IC.

Los subíndices en mayúsculas se utilizanpara indicar que las corrientes son continuas.

Cuando un transistor está alimentado con lastensiones que muestra la figura "Transistorespolarizados", la unión BE queda polarizadadirectamente y la unión BC, inversamente.

GGaannaanncciiaa

La razón entre la corriente de colector IC y la

corriente de base IB es la ganancia de co-

rriente del transistor en esta configuración yse expresa:

los valores típicos de � (o hFE ) varían de

20 a 200.

La razón entre la corriente de colector y la deemisor se denomina � y su valor varía de0,95 a 0,99. Estos valores del cociente indi-can que las intensidades de corriente decolector y emisor son parecidos, aunque lacorriente de emisor es algo mayor que la decolector.

El valor de � varía con el valor de IC y de la

temperatura.

la unión BE se comporta como un diodopolarizado directamente, por lo que cuando

4444

IB+

-

+

-IE

IC

Transistor npn

Vcc

VBB

RB

Rc

IB-

+

-

+IE

IC

Transistor pnp

Vcc

VBB

RB

Rc

Direcciones convencionales de las corrientes en los transistores npn y pnp

IE = IC + IB

ICIB

� =

ICIE

� =

conduce, hay una caída de potencial de 0,7 V.

La tensión sobre la resistencia RB es

V = VBB - VBE y IBRB = VBB - VBE

Despejando, se obtiene

despejando de las ecuaciones de ganancia,

La caída de potencial sobre RC es

La diferencia de potencial entre el colector yel emisor es

VCE = VCC - ICRC

y la diferencia de potencial entre la base y elcolector, es

VCB = VCE - VBE

La ganancia � (o hFE ) varía con la tempera-

tura. Su variación modifica el valor de la co-rriente de colector y de la tensión colector-emisor, y esto modifica la forma de trabajodel transistor. Puede incidir en las caracterís-ticas de amplificación al cambiar la ubicacióndel punto de reposo Q.

Además, este punto Q puede cambiar por

variaciones de VBE e ICB0 . La tensión VBE

disminuye con un incremento de la tempe-ratura, como muestra la expresión

La corriente de fuga ICB0, que circula en sen-

tido contrario a la IB , produce una disminu-

ción neta de esta última, con la consiguientedisminución de la caída de potencial en laresistencia de polarización de base. Por lotanto, aumenta la tensión en la base del tran-sistor.

Los fabricantesofrecen gráficosque muestran lasvariaciones de laganancia con latemperatura, enfunción de la co-rriente de colector, lo que permite ajustar losdiseños.

CCuurrvvaass ccaarraacctteerrííssttiiccaass ddee ccoolleeccttoorr

En el circuito de la figura "Direcciones con-vencionales de las corrientes en los transis-tores npn y pnp", si se cuenta con fuentesVBB y VCC que pueden variar de cero a va-

lores relativamente grandes, se aprecia cómocambia la corriente de colector IC en relación

a la tensión entre colector y emisor VCE , para

varios valores de corriente de base IB.

Suponga que se establece un valor de IB aju-

stando adecuadamente el valor de VBB , y se

4455

RB

VBB - VBE

RBIB =

IC�

IE = y IC = � IB

RCV = ICRC

VBB - VBE

RBIB =

Actualmente, las co-rrientes de fuga sontan pequeñas quepueden despreciarse.

ubica el valor de VCC en cero. En esta condi-

ción, IC = 0 y VCE = 0.

Luego, se incrementa gradualmente la ten-sión de VCC y se observa que crecen tanto

VCE como IC .

Cuando VCE alcanza aproximadamente

0,7 V, la unión base-colector llega a polarizar-se inversamente e IC alcanza el valor dado

por la relación IC = � IB. En este punto,

aunque VCE siga aumentando, el valor de ICse mantiene casi constante.

La corriente de colector IC crece ligeramente

cuando VCE aumenta, debido al ensan-

chamiento de la capa de empobrecimientobase-colector, lo cual da por resultado menoshuecos para la recombinación en la región debase. Para otros valores de corriente de baseIB, se pueden obtener otras curvas similares a

otras alturas (o valoresde IC casi constante)

Cuando la corriente debase es nula, IB = 0, en

el circuito de colectorcircula una corrientemuy pequeña, llamadacorriente de fuga delcolector: ICE0 debida a

la producción térmicade portadores.

En corte, ambasuniones del transistorestán polarizadas inver-samente y, práctica-

mente, no circula corriente.

Cuando la corriente de base se incrementa,también lo hace la corriente de colector y sereduce la tensión entre colector y emisor,como resultado de una mayor caída depotencial en la resistencia de colector RC.

Esta situación encuentra su límite cuando sealcanza la tensión entre colector y emisor desaturación: VCE(sat) . Para esa condición, la

unión base-colector se polariza directamentey la corriente de colector deja de crecer,aunque aumente la corriente de base.Además, deja de ser válida la relación IC = � IB.

Los fabricantes ofrecen curvas de corrientede colector en función de tensión colector-emisor, para diferentes corrientes de base.

4466

0 VCE

IB1

IB2

IB3

IB4

IB5

IB6

IB7

IB8

Ic

Curvas de corriente de colector en funciónde tensión colector-emisor, para diferentes

corrientes de base

VVaalloorreess mmááxxiimmooss ppeerrmmiittiiddooss eenn lloossttrraannssiissttoorreess

El transistor, co-mo cualquier dis-positivo electróni-co, tiene valoreslímite, que el fab-ricante especificaen la hoja dedatos. En general,se proporcionan los valores máximos de VCB,

VCE y VEB , así como IC y la disipación de

potencia máxima.

El producto de VCE por IC no debe exceder

la máxima disipación de potencia permitida.

Para un transistor determinado, se puedetrazar la curva de disipación máxima sobre lafamilia de curvas características de colector.En este caso, la forma que adopta la curva delproducto VVCCEE xx IICC == ccoonnssttaannttee, es una

hipébola, llamada hipérbola demáxima disipación. Esa cons-tante es la potencia máxima quepuede disipar el componente.

Los otros valores característicosson VCEmáx e ICmáx, que deter-

minan los valores máximos enlos dos ejes y completan la zonasombreada. En la figura seobserva la zona excluida defuncionamiento del transistor,atendiendo a los límites espe-cificados por el fabricante.

ZZoonnaass ddee ssaattuurraacciióónn yy ddee ccoorrttee

En la condición de corte hay una pequeñacorriente de fuga del colector, ICE0 , debida

principalmente a portadores generados tér-micamente. En esta situación, las unionesbase-emisor y base-colector están polarizadasinversamente, o la tensión no es suficientepara producir la conducción del transistor.

Cuando la corriente de base se incrementa,también crece la corriente de colector IC y se

reduce la tensión entre colector y emisorVCE, como consecuencia de una mayor caída

de potencial en la resistencia de colector. Si latensión entre colector y emisor se reduce a

4477

Cuando el transistorconduce, a tensiónVEB es la de undiodo polarizadodirectamente.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

5 10 15 20 VCE (V)

IB1

IB2

IB3

IB4

IB5

IB6

IB7

IB8

Ic

Ic (máx)B

C

D

(ma)

Zona de funcionamiento segura de un tran-sistor (se excluye la zona sombreada)

El transistor se encuentra en corte cuando seanula la corriente de colector.

un valor VCE(sat) , la unión base-colector se

polariza directamente y la IC no podrá crecer

aún con un aumento de IB .

Esta tensión VCE(sat) es de pocas décimas de

volt en un transistor de silicio. En estasituación, el transistor se encuentra en lazzoonnaa ddee ssaattuurraacciióónn.

Las zonas de saturación y corte no son ade-cuadas para el trabajo de un transistor cuan-do se quiere amplificar una señal sin defor-marla; pero, son muy útiles en circuitos deconmutación. En este último caso, el transis-tor es usado como una llave que conmuta delcorte (circuito abierto o interrumpido) a laplena conducción y se utiliza frecuentementeen sistemas digitales.

CCaarraacctteerrííssttiiccaass eessttááttiiccaass ddeellttrraannssiissttoorr

Para que un transistor amplifique una señal,debe estar polarizado a través de una fuentede corriente continua.

Se puede ampli-ficar la tensión, lacorriente o la po-tencia de una se-ñal; pero, cual-quier aumentodel valor de estasvariables requierede una cantidadde energía adi-cional que seobtiene de lafuente de cc (quese utilizó parapolarizar el tran-sistor) y se le aporta a la señal.

Cuando se polariza un tran-sistor, se establecen determi-nadas condiciones de tensióny corriente continuas. Estodetermina el punto deoperación (o de reposo) "Q".

Por ejemplo, si se dan valoresa los componentes del cir-cuito mostrado en la figura"Direcciones convencionalesde las corrientes en los tran-sistores npn y pnp", para con-seguir una corriente de basede 200 µA, su corriente decolector es de 20 mA y su ten-

4488

IC (mA)

VCE (V)

IB=200 UA

IB=300 UA

IB=400 UA

20

10

20

30

40

50

4 6 8 10

Zona desaturación

Q3

Q2

Q1

Zona de corte

Recta de cargade C continua

Corte (IC=ICBo)ICB O=0)

Zonas de saturación y corte en un transistor

En nuestro material decapacitación no vamosa considerar las dife-rentes configuracio-nes de polarización deltransistor.

Para leer sobre esetema, usted puedeconsultar cualquierlibro de electrónicaque los trate; entreellos, los citados en labibliografía incluida alfinal de este capítulo.

sión VCE de 6 V.

O sea,

VCE = VCC - ICRC

VCE = 10V - 4V

VCE = 6V

En este caso, VCC = 10 V y RC = 200 �

Con estos valores se determina el punto Q1

en la última figura.

Si se incrementa la tensión VBB para lograr

una corriente de base IB de 300 µA, esto co-

rresponde a una IC = 30 mA y una VCE = 4V,

datos que permiten ubicar el punto Q2. De

manera similar, se puede ubicar el punto deoperación Q3.

En la última figura se puede observar que,cuando aumenta la tensión de la fuente VBB,

aumenta la corriente de base IB; y, con ella,

la corriente de colector IC . A una mayor co-

rriente de colector le corresponde una menortensión colector-emisor VCE . De esta ma-

nera, los diferentes puntos de operación Q seubican sobre una línea recta que se denomi-na rreeccttaa ddee ccaarrggaa ddee ccoorrrriieennttee ccoonnttiinnuuaa.

La recta de carga corta al eje de IC en la zona

de saturación, para la máxima corriente decolector que puede alcanzar, y al eje VCE en

la zona de corte; o sea, alcanza la máximatensión entre el colector y el emisor cuandoprácticamente no circula corriente por elemisor, por lo que VCE = VCC .

EEssppeecciiffiiccaacciioonneess ddeell ttrraannssiissttoorr

Al seleccionar un transistor es útil conocer eltipo de encapsulado, así como el esquema deidentificación de los terminales, además deuna serie de valores máximos de tensiones,corrientes y potencias que no debemossobrepasar para no destruir el dispositivo.

Es importante averiguar la temperaturamáxima que puede soportar el componente,ya que la capacidad de disipar potencia esmenor a medida que aumenta la temperaturade operación; y, llegado a cierto valor, esnecesario colocar un disipador de calor.

Otro valor a considerar es la tensión entre elcolector y la base. Si se sobrepasa la máximatensión permitida con el emisor abierto(VCBO), o la tensión máxima permitida entre

colector y emisor con la base abierta (VCEO),

la unión colector-base polarizada en inversoentra en un proceso de ruptura similar al decualquier diodo, denominado aavvaallaanncchhaa pprrii--mmaarriiaa.

Sin embargo, puede darse un caso de avalan-cha cuando estamos trabajando con ten-siones por debajo de los límites anterioresdebido a la aparición de puntos calientes,que se produce cuando está polarizada direc-tamente la unión base-emisor. En efecto, condicha polarización se crea un campo mag-nético transversal en la zona de base quereduce el paso de portadores minoritarios auna pequeña zona del dispositivo. La conse-cuencia es un fenómeno degenerativo carac-terizado por el aumento de las pérdidas y dela temperatura, llamado aavvaallaanncchhaa sseeccuunn--ddaarriiaa o segunda ruptura.

4499

El efecto de la avalancha secundaria sobre lascurvas de salida del transistor consiste enproducir unos codos bruscos que modificanla curva. Sin embargo, el transistor puedefuncionar por encima de la zona límite de laavalancha secundaria durante cortos interva-los de tiempo sin que se destruya.

Algunos valores típicos son:

• CCoorrrriieennttee mmááxxiimmaa. Máxima corrienteadmisible de colector (ICM) o de

drenador (IDM). Este valor se usa en la

determinación de la máxima disipaciónde potencia del dispositivo.

• VVCCBBOO. Tensión entre los terminales colec-

tor y base cuando el emisor está en cir-cuito abierto.

• VVEEBBOO. Tensión entre los terminales

emisor y basecon el colectoren circuitoabierto.

• TTeennssiióónn mmááxxii--mmaa. Máximatensión aplica-ble entre dosterminales deld i s p o s i t i v o(colector y e-misor con labase abierta enlos bipolares,entre drenadory fuente en losFET -Field-Effect Transistor;transistores deefecto de cam-

po).

• EEssttaaddoo ddee ssaattuurraacciióónn. Determinado poruna caída de tensión prácticamente cons-tante. VCEsat entre colector y emisor en el

bipolar y resistencia de conducciónRDSon en el FET. Este valor, junto con el

de corriente máxima, determina lapotencia máxima de disipación en satu-ración.

• RReellaacciióónn ccoorrrriieennttee ddee ssaalliiddaa--ccoonnttrrooll ddeeeennttrraaddaa. hFE para el transistor bipolar

(ganancia estática de corriente) y gds para

el FET (transconductancia en directa).

Por supuesto, el fabricante de este tipo dedispositivo ofrece muchos otros valores ygráficos que facilitarán los diseños en casosparticulares.

5500

1

7

2

8

3

9

4

10

5

11

6

12

1) JFET canal n2) JFET canal p3) N-MOSFET de empobr. de 3 term.4) P-MOSFET de empobr de 3 term.5) N-MOSFET de empobr de 4 term.6) P-MOSFET de empobr. de 4 term.

7) N-MOSFET de enriq. de 3 term.8)P-MOSFET de enriq. de 3 term.9) N-MOSFET de enriq. de 4 term.10) P-MOSFET de enriq. de 4 term.11) GaAsFET de canal n12) GaAsFET de canal p

Los FET más conocidos son:

• JFET -Junction Field Effect Transistor-,

• MOSFET -Metal-Oxide-SemiconductorFET- o IGFET -Insulated Gate-

• MISFET Metal-Insulated-SemiconductorFET-.

En general, son dispositivos de alta impedan-cia de entrada y salida. El IGFET tiene mayorcapacidad de entrada y menor impedancia deentrada que el JFET, por lo que es más usadoen circuitos integrados.

Centrémonos en los dos primeros:

FFEETT --JJUUNNCCTTIIOONN FFIIEELLDD EEFFFFEECCTT TTRRAANNSSIISS--TTOORR--. Tienen tres terminales denominadaspuerta -gate- con una función similar a labase del BJT y que regula el paso de corrientepor las otras dos terminales, llamadasdrenador -drain- y fuente o surtidor -source-,por donde circula una mayor corriente,como en el colector y emisor de un bipolar.

Una diferencia notable entre los transistoresFET y los bipolares es la forma en que se con-trola la corriente. Enun bipolar, la IB con-

trola la magnitud deIC, mientras que en

un FET, la tensiónVGS controla la co-

rriente ID. Por ello, la

intensidad de co-rriente que circulapor la puerta de unFET es realmentedespreciable. En este

sentido, un FET se parece más a una válvulade vacío, donde la tensión de grilla controlala corriente de placa.

De manera análoga a la que sucede con losbipolares, existen dos tipos de FET. En unos,la tensión de puerta produce un aumento dela resistencia al paso de la corriente; en otros,una disminución de dicha resistencia. Se losdenomina de canal n o canal p. En estos tran-sistores, una unión polarizada inversa con-trola la corriente por el canal.

Sintéticamente, para construir un FET decanal n, en un material tipo n se difundendos regiones tipo p, separadas por el canal.Las regiones tipo p se conectan juntas, y for-man la puerta o compuerta -gate-.

La unión p-n que se forma entre la puerta yel canal se polariza inversamente, lo queprovoca una región de empobrecimiento enel canal n; de esta manera aumenta laresistencia. La resistencia del canal se puedecontrolar con la tensión de puerta, con locual se controla la corriente que por allídrena, ID.

5511

Canal tipo nSurtidor S Drenador D

P

P

Puerta G

Esquema y símbolo de un JFET de canal n

En el JFET de canal p, como el nombre loindica, el canal es de material tipo p y lapuerta de material tipo n.

Si se conecta el drenador de un JFET de canaln a una tensión positiva, mientras semantienen el surtidor y la puerta a masa, cir-culan electrones entre el drenador y el sur-tidor. A través de la puerta casi no circulacorriente, ya que esta unión queda polariza-da inversamente. La corriente que circulaentre drenador y surtidor depende de la ten-sión aplicada, VDS y de la resistencia del

material del canal n. Esta resistencia dependede la contaminación del material n, de la sec-ción y la longitud del canal.

Cuando más aumenta el potencial positivodel drenador, se polariza más negativamentela unión canal-puerta. Esto provoca un flujode huecos del material p hacia el terminalnegativo de la tensión aplicada (surtidor) yun flujo de electrones hacia el terminal po-sitivo (drenador).Como consecuen-cia, se forma unaregión central, alo largo del canal,vacía de cargaslibres (huecos yelectrones) que sedenomina rreeggiióónnddeessiieerrttaa (o empo-brecida). A medi-da que aumenta latensión aplicada,aumenta este e-fecto, producien-do un estrecha-miento del canal y

el consiguiente aumento de su resistencia.

Cuando se inicia este proceso, a un aumentode la tensión aplicada le corresponde unaumento de la resistencia del canal debido asu estrechamiento; pero, a medida que la ten-sión aumenta, la resistencia aumenta muchomás rápidamente, hasta que VDS = VP0, para

la cual el canal se estrangula. La tensión VP0

se llama tteennssiióónn ddee eessttrriicccciióónn.

Para posteriores aumentos de VDS, la co-

rriente de drenador permanece casi cons-tante en un valor IP0. Esta situación se

mantiene hasta que la tensión vDS alcanza la

tensión de ruptura BVDSS donde se produce

la ruptura en avalancha y la corriente IDaumenta rápidamente.

5522

ID, mA

VPO

IPO VGS = 0V

Corriente de saturación

La resistencia del canalaumenta, debido al aumentode la región enrarecida

Pendientede la resistencia inicialdel canal

BVDSS VDS, V

Característica ideal del JFET para vGS = 0

Consideremos el efecto de la variación de latensión entre la puerta y el surtidor.

Si se mantiene fija la tensión entre el surtidory el drenador, y se hace negativa la tensión depuerta-surtidor, la unión pn se polarizainversamente y aumenta la región desiertaentre puerta y surtidor. Esto provoca elestrechamiento del canal, aumentando suresistencia, con la consecuente disminuciónde la corriente de drenador.

Cuando la tensión de la puerta se hace posi-tiva, la región desierta disminuye, hasta quellega a un valor en el que se abre el canal.Entonces, la unión pn entre la puerta y elsurtidor queda polarizada directamente y cir-

cula corriente.

En síntesis, al va-riar la tensión depuerta se modificael ancho del canaly, con ello, su re-sistencia. Estocambia la corrien-te de drenador asurtidor.

5533

En el modo habitual detrabajo del JFET, lapuerta está polarizadanegativa o levementepositiva, de maneraque por allí no circulacorriente.

ID, mA

Vpo =

Ipo = 10

VGS = 0V

-1

-2

-4-5

0

5

1 3 4 5 16 18 19 20

BVDSSVDS, V

Característica tensión-corriente de salida delJFET. Familia de curvas de salida tensión-corriente, para diferentes valores de tensiónentre la puerta y el surtidor vGS

La tensión drenador-surtidor de estricciónestá dada por:

VDS (estricción) = Vp = Vpo + VGS

Cuando VGS = 0, Vp = Vpo

Para las curvas de la figura, cuando VGS = -5 V, no circula corriente de drenador

y la tensión de estricción es cero.

La tensión de ruptura es también función dela tensión entre puerta y surtidor, y está dadapor:

BVDSX = BVDSS + VGS

Donde BVDSS es la tensión de ruptura paraVGS = 0 y en la figura BVDSS = 20 V, y la

BVDSX es la tensión de ruptura para

cualquier otro valor.

MMOOSSFFEETT --MMEETTAALL--OOXXIIDDEE--SSEEMMIICCOONNDDUUCC--TTOORR FFEETT-- OO IIGGFFEETT --IINNSSUULLAATTEEDD GGAATTEE--..FFEETT DDEE PPUUEESSTTAA AAIISSLLAADDAA. Su fun-cionamiento es parecidoal del JFET. Consiste enun sustrato de tipo p enel que se han difundidodos regiones de tipo n+que forman el surtidor yel drenador. La puerta seconstruye agregandouna capa de óxido desilicio en la región ubi-cada entre el drenador yel surtidor, sobre la cual,a su vez, se deposita unaplaca metálica.

El MOSFET funciona, generalmente, con unpotencial positivo entre puerta y surtidor,por lo que su funcionamiento se denominaenriquecido.

Cuando el drenador es positivo con respectoal surtidor, se induce un canal tipo n entreellos. Al aumentar la tensión de drenador, seforma una región desierta que estrecha elcanal. La impedancia del canal para señaldébil aumenta hasta que, cuando VDS = Vp,

el canal se estrangula y la impedancia tomaun valor sumamente alto. Un posterioraumento de la tensión VDS provoca un

pequeño aumento de la corriente drenador-surtidor.

Cuando la tensión drenador-surtidor VDS

supera la tensión de estricción, se forma unaregión desierta entre el drenador y el canal,similar a lo que sucedía con el JFET.

El aumento de la tensión de puerta aumentala conductividad del canal y, por tanto,aumenta la corriente.

5544

Aluminio

Sustrato

p

n- n+

Sustrato

G

DS

Aluminio

Aluminio

Aislante de óxido de silicio

FET de puerta aislada (IGFET o MOSFET) de tipo n

TTrraannssiissttoorreess ddee ppootteenncciiaa

En los últimos años ha aumentado conside-rablemente la capacidad de los dispositivossemiconductores para soportar mayoresniveles de tensión y corriente, lo que ha per-mitido su uso en aplicaciones de potencia. Eluso más común de estos componentes escomo convertidores estáticos de potencia, oinversores. Los transistores de potencia sonde tipo bipolar, FET e IGBT. El IGBT ofrecelas ventajas de entrada del MOS y la capaci-dad de carga en corriente de los transistoresbipolares.

Una limitaciónimportante de losdispositivos depotencia y, particu-larmente, de lostransistores bipo-lares, es que en elpaso de bloqueo aconducción yviceversa siemprehay un retardo(ton, toff). Lascausas fundamen-tales de este retardoson las capacidadesasociadas a lasuniones colector-base y base-emisor,y los tiempos dedifusión y recombi-nación de los por-tadores.

5555

ID, mA

Vpo =

Ipo = 5

VGS = 0V

-1

-2

-4-5

0

10

3 75 10 3020 VDS, V

Característica tensión-corriente de un MOS-FET

p = v x iSi v = 0 ó i = 0, entonces p = 0

pv

vi

t

pi

Potencia disipada en la conmutación

Potencia disipada en la conmutación

La potencia es el producto de la tensión porla intensidad de corriente. Si uno de estosfactores es muy pequeño, la potencia disipa-da también lo será.

Cuando el transistor está en saturación o encorte, las pérdidas son despreciables. Pero, sitenemos en cuenta los efectos de retardo deconmutación, al cambiar de un estado a otrose produce un pico de potencia disipada, yaque en esos instantes el producto IC x VCE va

a tener un valor apreciable, por lo que la

potencia media de pérdidas en el transistorva a ser mayor.

Al aumentar la frecuencia, aumentan lasveces que se conmuta en la unidad de tiem-po; por lo tanto, aumenta la disipación depotencia o pérdidas.

Como se puede obtener información sobrelos tiempos de retardo, mostramos cómo seconsideran estos tiempos.

5566

IB

0

2 1 2

1.00.9

0.10

IB1

-IB2

-IC

t

ttr

td

ton

ts tf

toff

Tiempos en la conmutación

El tiempo de excitación o encendido (ton) y

el de apagado (toff) se pueden dividir en los

siguientes:

• TTiieemmppoo ddee rreettaarrddoo -Delay Time, td-. Es eltiempo que transcurre desde el instanteen que se aplica la señal de entrada en eldispositivo conmutador, hasta que laseñal de salida alcanza el 10 % de suvalor final.

• TTiieemmppoo ddee ssuubbiiddaa -Rise time, tr-. Tiempoque emplea la señal de salida en evolu-cionar entre el 10 % y el 90 % de su valorfinal.

• TTiieemmppoo ddee aallmmaacceennaammiieennttoo -Storagetime, ts-. Tiempo que transcurre desdeque se quita la excitación de entrada y elinstante en que la señal de salida baja al90 % de su valor final.

• TTiieemmppoo ddee ccaaííddaa -Fall time, tf-. Tiempoque emplea la señal de salida en evolu-cionar entre el 90 % y el 10 % de su valorfinal.

A partir del gráfico, se pueden definir lassiguientes relaciones:

ton = td + trtoff = ts + tf

El tiempo de apagado (toff) es mayor que el

tiempo de encendido (ton).

Los tiempos de encendido (ton) y apagado

(toff) limitan la frecuencia máxima a la cual

puede conmutar el transistor:

TTrraannssiissttoorr eenn aallttaa ffrreeccuueenncciiaa

El problema más relevante que se presenta enlos transistores que deben operar en alta fre-cuencia es que disminuyen las reactanciascapacitivas correspondientes a las capaci-dades propias del transistor.

El valor de la reactancia capacitiva se puedeexpresar como:

Aquí se expresa su relación inversa con la fre-cuencia.

Los transistores bipolares trabajan bien hastalos 10 GHz y los GaAsFET hasta los 50 GHz.

Una condición necesaria para que el transis-tor pueda operar en alta frecuencia es quetiene que tener una suficientemente altaganancia de corriente. Algunas condiciones,entonces, podrían ser satisfechas haciendo ft(frecuencia de transición) y f� (frecuencia decorte en la configuración emisor-común) lomás altas posibles.

• CTE (capacidad producida por el empo-

brecimiento en la unión base-colector)tendría que ser mínima, lo cual implicaun bajo nivel de contaminación en labase y un área de emisor lo más chicaposible.

• La capacidad CS (capacidad de difusión

en la base) tendría que ser también míni-ma, lo cual se consigue con un mínimoespesor de la base.

• También rE (resistencia dinámica de

5577

Fmax = 1ton + toff

Xc = 12�fC

emisor) tendría que ser pequeña, aunqueel transistor opere con grandes corrientesde colector. Para ello se agrega resistenciaen serie con el emisor; pero, se conectanvarios emisores en paralelo, con lo cualdisminuye el valor total de resistenciaefectiva, pero puede manejar más co-rriente.

Así, la primera condición para que el transis-tor opere en alta frecuencia es una reducciónen las áreas. Sin embargo, esto no es sufi-ciente, y es necesario introducir el conceptode tiempo de transición.

Cuando se quiere calcular la frecuencia detransición, se parte de suponer que ésta estáen relación inversa al tiempo que le toma a laseñal recorrer el camino entre el colector y elemisor dentro del transistor. Esto se reduce altiempo que le lleva a la señal cargar lascapacidades que encuentra en el camino, através de las resistencias por las que debepasar. El mismo fenómeno se presenta paracruzar la base.

Existen otros factores, además de la reduc-ción de las áreas, que pueden considerarsepara mejorar las características:

• Los espesores de la base y el colector sepueden reducir; pero esto es muy difícil:en el caso de la base por razones tec-nológicas y en el caso del colectorporque requiere soportar las tensiones ycorrientes correspondientes.

• La unión base-emisor se podría hacerpara operar en altos niveles de corriente.Sin embargo, la caída de tensión en laresistencia de base no es homogénea. El

t r a n s i s t o restá más po-larizado di-rec tamentecon mayori n t e n s i d a den la perife-ria de la zonade la difu-sión de emi-sor que en elcentro; por esto, la corriente pasa, princi-palmente, por la región periférica. Paraincrementar la corriente sin aumentar lacapacidad, hay que aumentar elperímetro del emisor sin aumentar elárea. Para lograr esto, se usa una estruc-tura geométrica interdigital como se veen la figura.

• El coeficiente de difusión de electrones esmucho mayor que el de huecos. Paraminimizar el tiempo de transición TB es

necesario que los portadores minoritariosinyectados en la base sean electrones.Esto explica por qué los transistoresbipolares usados en frecuencias demicroondas son de tipo npn.

EEll oosscciilloossccooppiioo

En la pantalla del osciloscopio se muestra undiagrama cartesiano x-y, donde se ubica:

5588

Emisor

Base

Unión interdigitalemisor-base

El osciloscopio es un instrumento que per-mite visualizar la forma en que varía unaseñal (tensión) en el tiempo.

• en ordenadas (y) la amplitud de la señal,

• en abcisas (x) el tiempo.

También se pueden aplicar dos señales ubi-cadas en ambos ejes.

La pantalla del osciloscopio es una parte deun tubo de rayos catódicos; en ella se mues-tran los puntos alcanzados por el rayo.

El tubo de rayos catódicos genera en el cáto-do un haz o rayo deelectrones, que puedeser desviado por cam-pos eléctricos o mag-néticos que actúansobre la carga de loselectrones enmovimiento. Este hazpuede desviarse rápi-damente, ya que lainercia de los elec-trones es muy pequeñadebida a su pequeñamasa. Cuando esterayo llega a la pantallafluorescente, emite unpunto de luz visible; sieste rayo se desvía,barre la pantallamostrando un trazo.

La desviación del haz se produce mediantecampos generados en placas deflectoras ubi-cadas a lo largo del trayecto de dicho haz.

Las partes que componen el osciloscopioson:

• Sistema de deflexión vertical

• Sistema de deflexión horizontal

• Sistemas amplificadores

• Puntas de prueba

• Fuente de alimentación

• Circuitos de calibración

• Llaves para conmutar funciones o alter-nativas

Para visualizar una señal, se aplica al amplifi-cador vertical (y), lo que provoca elmovimiento del haz verticalmente, según losvalores que vaya asumiendo la señal en cadainstante.

Para desplegar la señal horizontalmente, esnecesario que el haz barra la pantalla deizquierda a derecha. Para lograr esto, se apli-ca a las placas deflectoras horizontales una

5599

Diagrama de bloques del osciloscopio

señal que crece linealmente hasta un valorque lleva el haz desde el lado izquierdo hastael borde derecho de la pantalla. Luego, el hazretorna rápidamente a la izquierda paravolver a trazar. Esta tensión aplicada a lasplacas de deflexión horizontal tiene la formade dientes de sierra. Para que el haz retorneal inicio (lado izquierdo) sin trazar sobre lapantalla, es necesario aplicar durante estetiempo de retroceso un impulso de borrado.

Estos impulsos de borrado que provienen delgenerador de barrido tienen un nivel de ten-sión negativa adecuado paraaplicar a la grilla de control (cilin-dro de Wehnelt) y anular el haz.

Al aplicar, simultáneamente, laseñal de barrido al amplificadorhorizontal y la señal a visualizaral amplificador vertical, se pro-duce el despliegue de la señal enel eje x.

Si estas dos señales no tienen lamisma frecuencia o una es múlti-plo de la otra, aparecen en la pan-talla en sucesivos barridos que nose superponen. Como la imagenpermanece un pequeño tiempo

en la retina, los sucesivos barridos muestranuna imagen que se mueve o se observa unamezcla de imágenes en la pantalla.

Para solucionar este inconveniente se sin-croniza el generador de barrido con la señala visualizar.

Para ello se convierte la onda a visualizar enuna onda cuadrada en cuyos flancos de subi-

da o bajada se genera un impulsode sincronismo que actúa sobre elgenerador de barrido.

A fin de lograr una onda cuadradaa partir de la señal a visualizar, seusa un circuito disparador deSchmitt; y, para lograr los pulsos desincronismo, se puede usar un fil-tro RC (derivador) con un diodopara recortar los pulsos correspon-

dientes a los flancos de bajada o de subida.

Éstos son los dos circuitos que conforman elbloque del "circuito de disparo".

6600

a

b

Circuito de disparo

Disparadorde Schmitt

Señal avisualizar

Señal avisualizar

Impulsos desincronismo

Derivador(red RC y diodo)

Onda cuadrada

Ondacuadrada

Pulsos desincronismo

Diagrama de bloques del circuito de disparo

a. Señal de barrido horizontalb. Impulsos de borrado

El generador de barrido se sincroniza con laseñal que se quiere ver, comenzando la subi-da del diente de sierra (tensión creciente)cuando llega un pulso de sincronismo. Unavez que generó el diente de sierra, la salidadel generador de barrido permanece comoconstante, hasta que aparece un nuevo pulsode sincronismo.

FFiigguurraass ddee LLiissssaajjoouuss

MMeeddiicciióónn ddee uunnaa ffrreeccuueenncciiaa ddeessccoonnoocciiddaa. Seconecta al vertical del osciloscopio la fre-cuencia desconocida y al horizontal la fre-cuencia que se puede modificar, por ejemplo,de un generador de ondas.

Frecuencia de la entrada vertical: fvFrecuencia de la entrada horizontal: fhNúmero de curvas que tocan la tangente ho-rizontal: Nh

Número de curvas que tocan la tangente ver-tical: Nv

MMeeddiicciióónn ddee ffaassee uuttiilliizzaannddoo llaass ffiigguurraass ddeeLLiissssaajjoouuss. La medición de fase se realiza entredos ondas de la misma frecuencia quedifieren en la fase, que se conectan al oscilos-copio en las entradas vertical y horizontal

respectivamente.En la pantalla seobserva un pa-trón de Lissajousestable. Las ca-racterísticas de la

6611

a

b

c

d

e

Señal sincronizada. a) Señal a visualizar; b)Pulsos de sincronismo; c) Señal de barrido;d) Pulsos de borrado; e) Imagen vista en lapantalla

V HSeñaldesconocida

Señalajustable

Conexiones para medir una fre-cuencia por comparación

Relación defrecuencias

0˚ 45˚ 90˚ 180˚ 270˚ 360˚

0˚ 15˚ 30˚ 60˚ 90˚ 120˚

0˚ 11˚ 15' 22˚ 30' 45˚ 67˚ 30' 90˚

0˚ 22˚ 30' 45˚ 90˚ 135˚ 180˚

Corrimientode fase

13

14

12

11

Relaciones de frecuencia

fvfh

Nh

Nv=

forma de la figura permiten deter-minar la diferencia de fase entrelas dos señales.

Si las ecuaciones de las dos ondasson:

X = C sen (�t) y Y = B sen (�t + �)

La diferencia de fase � se calculade la figura de Lissajous mediantela ecuación:

A y B son valores sobre el ejey.

VViissuuaalliizzaacciióónn ddee llaa ccuurrvvaa VV--II ddee ddiiooddooss eenn eelloosscciilloossccooppiioo. A fin de visualizar la curva V-Idel diodo, se propone armar el siguiente cir-cuito:

La resisten-cia de mues-treo puedeser de 1 k�y la frecuen-cia de mues-treo la delínea (50 Hz). Esta resistencia limita la co-rriente por el diodo y ofrece una caída depotencial proporcional a la corriente que porella circula.

La corriente del diodo se observa en el ejevertical y se toma en la resistencia demuestreo. Eligiendo una resistencia de 1 k�,la corriente que aparece será de tantosmA/división como los V/división que seobserven en la pantalla del osciloscopio.

6622

A

B= sen �

y

2A 2B

x

Relación de distancias para calcular el defasaje

V H

Diodo deprueba

Resistencia demuestreo de

corriente

Generadorde señales

Osciloscopio

V msen(�t)

Dispositivo para visualizar la curva V-I deldiodo

6633

BBiibblliiooggrraaffííaa

• Adler, R. B.; Smith, A.C. y Longini, R.L. (1970) Introducción a la física de los semiconduc-tores. Tomo 1. SEEC, Semiconductor Electronics Education Committee. Reverté.Barcelona.

• Chirlian, P. M. (1970; 2° ed.) Análisis y diseño de circuitos electrónicos. Mc Graw-Hill.

• Cuttler, P. Análisis de circuitos con semiconductores.

• Floyd Thomas L. (1996) Dispositivos electrónicos. Limusa. México.

• Gray, P. y Searle, C.L. (1978) Principios de Electrónica. Electrónica física, modelos y circuitoselectrónicos. Reverté. Barcelona

• Lotti, G. (1985) Tecnologia delle costruzioni elettroniche. La Sovrana. Roma

• Mandado, E.; Mariño, P.; Lago, A. (1995) Instrumentación electrónica. Marcombo.Barcelona.

• Rose, R.M.; Shepard, L.A. y Wulff,J. (1978) Propiedades electrónicas. Colección:Introducción a la ciencia de los materiales. Volumen IV. Limusa. México..

• Schilling, D. I, y Belove C. (1974) Circuitos electrónicos: discretos e integrados. Marcombo.

• Storey, N. (1995) Electrónica. De los sistemas a los componentes. Addison-WesleyIberoamericana.

• Thomas, H.E. (1972) Handbook of Microwaves Techniques and Equipment. Prentice Hall.London.

• Wolf, Stanley y Smith, Richard F. M.(1992) Guía para mediciones electrónicas y prácticasde laboratorio. Prentice Hall. México.

EEll pprroodduuccttoo

Se propone armar un equipo que permitevisualizar curvas de componentes semicon-ductores, tales como diodos y transistores,con el auxilio de un osciloscopio.

Esta observación de las curvas reales de uncomponente posibilita compararlas con lasdadas por el fabricante y analizar lasalteraciones que podrían producir fallas;también, evaluar el funcionamiento obser-vando las características de los componentes.

El equipo genera dos señales que se aplicanal componente bajo prueba:

• Una señal de amplitud variable y de 100hertz que proviene de la rectificación deonda completa de una tensión senoidal,que, normalmente, se aplica al colector.

• Una señal que ofrece escalones de co-rriente constante y que, generalmente, seaplica a la base (para los FET, sonescalones de tensión constante en lacompuerta).

El bbaarrrriiddoo ddee tteennssiióónn tiene una frecuencia de100 Hz y se puede ajustar con una variacióncontinua de hasta unos 100 V de pico, a-proximadamente. Ésta es una tensión pul-

sante positiva cuando la llave de polaridadestá en npn y negativa cuando la llave está enpnp.

El generador de escalones da cinco pasos decorriente constante, además del nivel cero. Elsseelleeccttoorr ddee eessccaalloonneess ofrece una variedad depasos para que se puedan probar diferentestransistores en condiciones próximas a lashabituales de trabajo.

Para la prueba de FET, la polaridad de lospasos de tensión es inversa con respecto a losescalones de corriente; o sea, en la posición nse producen escalones de tensión negativos yen la posición p, escalones de tensión posi-tivos.

La tensión de barrido que se aplica al colec-tor de un transistor, por ejemplo, también seaplica al horizontal del osciloscopio. Comolos incrementos de tensión van de cero amáximo y vuelven a cero, se produce el ba-rrido horizontal. Un resistor de precisión enserie con la fuente de barrido de tensióndesarrolla una tensión que es proporcional ala corriente de colector.

La diferencia de potencial desarrollada eneste resistor se aplica al vertical del oscilosco-pio; entonces, la corriente de colector se veen el eje vertical en la pantalla.

6644

3. HACIA UNA RESOLUCIÓN TÉCNICAManual de procedimientos para la construcción yel funcionamiento del equipo

Los pasos del generador de escalones se sin-cronizan con los pulsos del generador de ba-rrido: La corriente de base permanece en unvalor fijo mientras aumenta el barrido de ten-sión de cero al máximo (para retornar acero). La corriente de base, luego, sube un

escalón, mientras el barrido de tensión com-pleta otro ciclo.

Como resultado se obtiene una familia decurvas, una por cada escalón.

6655

Panel frontal1. Tensión de barrido2. Rango de barrido3. Polaridad4. Resistores limitadores 5. Conmutación zócalo de prueba6. Sensibilidad horizontal7. Sensibilidad vertical8. Rango de escalones

9. Selector de pasos10. Salida al osciloscopio11. Amplitud escalonesZócalos para conexión de transistores pnp ynpnFichas banana hembra para conexión de tran-sistores pnp y npnLuz indicadora de encendido

Vista posterior

LLooss ccoommppoonneenntteess

6666

CCaappaacciittoorreess

C1 .0033 µF

C2 .47 µF 50 V

C3 .22 µ F 250 V

C4 .01 µF 250 V

C5 .001 µF

C6 05 µF

C11 10 µF

C12 10 µF

C13 10 µF

C14 10 µF

C15 20 Pf

C16 .05 µF

C17 .001 µF

C18 .1 µF 25 V

C19 1 µF 25 V

C21 .1 µF 25 V

C23 C24 100 µF 25 V

CCiirrccuuiittooss iinntteeggrraaddooss

IC1 NS741V

IC2 NS741V

IC3 NS741V

IC4 LM301AN

IC5 NS741V

IC6 SN7490N

LM317

LM337

LM7805

DDiiooddooss

D1, D2, D3, D4, D5,D6, D7,

D8, D9, D10, D11, D12,D13,

D14,

1N4001 (todos losanteriores)

D15, D16,

1N4002

FFuussiibbllee

F1 0,5 A

TTrraannssiissttoorreess

Q1 TA7420

Q2 FT123

Q3, Q4, MPSA42

Q5, Q6, Q7, Q8, Q9, Q10,Q17, Q18, MPSA20

Q11, SGC3282 (npn)

Q12, SGC3283 (pnp)

LLllaavveess

L1 ENC PRIM POTER6 200 K

L2 TRIP DOB INV 3 x 2

L3 CUÁD DOB INV 4 x 2

L4 2 x 12 x 1

L5 DOBLE INV

L6 2 x 9 x 1

L7 2 x 9 x 1

L8 2 x 12 x 1

L9 4 x 2

L10 2 x 2

L11 Pote R47

5 perillas grandes y 4 chicas (ver listado dellaves).3 llaves de dos posiciones (ver listado dellaves).2 zócalos.6 fichas banana hembra de 3 colores dife-rentes.1 toma corriente para cable de alimentación.1 fusiblera.1 portalámpara para indicación de encendi-do.1 plaqueta para soporte de componentes.1 plaqueta para soporte de resistores de 5 omás watt.

1 plaqueta o puente para distribución accesi-ble de conexiones de alimentación.1 transformador de 60 VA con salidas de 15 V,14 V y 170 V, todas con punto medio.

6677

R2 100 KR3 100 KR5 5M PRESETR6 Pote 200 K R7 82 K o 62 KR8 0,39 1 WR9 2,2 1 WR11 180R12 680 5 WR13 15 K 2 WR14 10 5 WR15 100 7 WR16 100 7 WR17 500 10 WR18 500 10 WR19 10 K 2 WR21 10 K 2 WR22 100 KR23 100 KR24 1 MR25 1 MR26 900 K 1 %R27 9M 1 %R28 100 K

R29 50 K 1%R30 82 K 5%R31 30 K 1%R32 32 K 5%R33 20 K 1%R34 400 K 1% R35 100 K 1% R41 10 KR42 10 KR43 2700R44 2700R45 100 KR46 2,4 M 5 %R47 POTER48 1,2 M 5 %R49 2,4 M 5 %R50 1000 1 %R51 5,1 M 5 %R52 10 M 5 %R53 80 K 1 %R54 40 K 1 %R55 20 K 1 %R56 10 K 1 %R57 10 K

R58 27 KR59 27 KR61 1500 5 %R62 10 K R63 27 KR64 27 KR65 750 5 %R66 10 KR67 27 KR68 27 KR69 360 5 %R70 27 KR71 10 KR72 27 KR74 180 5 %R75 5000 1 %R76 250 1 %R77 500 1 %R78 1000 1 %R79 2500 1 %R81 20 K 1 %R82 20 K 1 %R83 20 K 1 %R84 10 K PRESET

R85 750 5 %R86 500 K 1 %R86 200 K 1 %R88 100 K 1 %R89 50 K 1 %R91 1000R92 500 1 %R93 200 1 %R94 100 1 %R95 27 KR96 20 K 1 % R97 100 1 %R98 100 1 %R99 10 1 %R101 10 1 %R102 1 5 % 1 WR103 1 5 % 1 WR104 100 K 1 %R105 100 KR106 1 M 1 %R109 240R110 360R111 120R112 360

RReessiissttoorreess

LLooss mmaatteerriiaalleess,, hheerrrraammiieennttaassee iinnssttrruummeennttooss

Se requiere los siguientes materiales:

• Interlock o cable con enchufe para laconexión del equipo a la línea de ali-mentación domiciliaria.

• Trozos de cable fino para conexionado dediferentes colores.

• Alambre de soldar de aleación Pb-Sn.

• Tornillos, tuercas y arandelas (para fijarel transformador, las plaquetas y lasllaves).

Estas herramientas:• Soldador de unos 30 o 40 W.

• Alicate de corte.

• Pinza de puntas delgadas.

• Perforadora.

• Herramientas para agujerear la chapa delgabinete (morza, perforadora, limas,pinza de fuerza).

Y estos instrumentos:• Multímetro.

• Osciloscopio.

LLaa ccoonnssttrruucccciióónn

El trabajo de construcción de este equipo esarduo y requiere de variados conocimientosprevios por parte de los realizadores.

6688

Transformador

Plaqueta principal

Gabinete con medidas

Si usted es el docente de un grupo de alum-nos de la escuela media que están comenzan-do a estudiar los componentes y son capacesde construir circuitos simples, tal vez le con-venga comenzar por el armado de disposi-tivos elementales.

Si sus estudiantes cuentan con conocimien-tos que les permitan comprender y armar cir-cuitos con amplificadores, integrados ofuentes de alimentación, ciertas habilidadespara realizar mediciones con multímetro yosciloscopio, así como para soldar compo-nentes en una plaqueta, éste es un intere-sante desafío.

También pueden aprovechar la oportunidadpara diseñar una plaqueta, o bien copiarla yconstruirla, así como calcular y bobinar eltransformador o fabricar el gabinete, inte-grando tal vez otros talleres disponibles en lainstitución o bien, otros cursos.

EEll aarrmmaaddoo

La elaboración de este equipo requiere:

1. Contar con el transformador, la plaqueta,el gabinete, que tienen requerimientosespecíficos, y con el resto de los compo-nentes.

2. Soldar los componentes a las plaquetas.

3. Distribuir las llaves en el panel frontal ycolocarlas.

4. Colocar el tomacorriente, la fusiblera, lasfichas BNC, los zócalos y la lámpara indi-cadora del encendido.

5. Cablear de la plaqueta a las llaves y altransformador.

6. Revisar todas las conexiones.

7. Verificar continuidad y aislamiento.

8. Alimentar el equipo con tensión e iniciarla comprobación de los diferentes blo-ques funcionales, comenzando por lafuente de alimentación.

DDeessccrriippcciióónn ddeell cciirrccuuiittoo

El circuito consta de un trasformador de220 V de tensión en primario que tiene dossecundarios con punto medio.

En el circuito del primario del transformadorse encuentra el fusible F2.

6699

Una sugerencia:

Al tratarse de un equipo de uso didáctico,es conveniente que usted prevea muchospuntos de prueba para medir o para verformas de ondas.

Por ello, al cablear, considere un largo decables adecuado para disponer del espa-cio suficiente para rebatir la plaqueta, ytener acceso a las conexiones y sol-daduras de ambos lados.

Luego, los manojos de cables puedenatarse juntos o reunirse con espaquetistermocontraibles, para mejorar la proliji-dad del equipo.

7700

7711

7722

7733

7744

Uno de los devanados del secundario se rec-tifica a 40 V con un puente de diodos D1,D2, D15 y D16; y, el otro, con 2 diodos D3 yD4.

Estas dos tensiones son conducidas a un sis-tema de regulación formado por tres transis-tores Q1, Q2 y Q3 y se regula con un poten-ciómetro al que se accede desde el panelfrontal.

Se completa con el transistor Q4 que permiteregular corriente.

La salida es una sinusoide rectificada en ondacompleta, con una frecuencia de 100 Hz. Vaa una llave L3 que permite invertir la polari-dad.

Con la llave L2 se seleccionan los rengos debarrido (tensión pico de la onda).

La llave L4 permite seleccionar las resisten-cias limitadoras de la corriente de colector.

En la base del transistor que se prueba, seingresa una escalera de diferentes valores decorriente.

DDeessccrriippcciióónn ddeell ggeenneerraaddoorr ddeeeessccaalleerraa

Los transistores Q5 y Q6 generan una señalde sincronismo que entra en la pata 14 delSN7490, que es un contador binario.

El nivel de comienzo de la cuenta en pata 2del SN7490 está generado por los transis-tores Q17 y Q18, y el potenciómetro L11.

Por las patas 8, 9,11 y 12 se obtienen las sali-das, que son conducidas a los transistoresQ7, Q8, Q9 y Q10 donde se conforma laescalera en la unión de las resistencias R53,R54, R55 y R56.

Este punto es enviado a la pata 2 del amplifi-cador operacional (AO) IC3.

La ganancia de este operacional se regula através de la resistencia que se selecciona conla llave L8. A la salida de este operacional(pata 6), se conduce a la llave L9 (selector depasos de corriente o tensión) y, a conti-nuación, está la llave de cambio de polaridadque permite obtener una escalera de cero apositivo, o de cero a negativo.

Luego, se amplifica la escalera con el amplifi-cador de pasos constituido por el circuitointegrado IC5 y los transistores Q11 y Q12.

La ganancia de este circuito se regula por lasresistencias seleccionadas por la llave L8. Eneste circuito se ubica el fusible F1.

Con esta escalera amplificada se va a la basedel transistor a medir, a través de la llave L5.

Del punto común entre la llave L4 y el colec-tor del transistor en medición, se envía laseñal a través de la llave L6, que seleccionalos valores de resistencia de entrada al ampli-ficador IC1. La salida del IC1 va a la llaveL10 y, de allí, a la entrada horizontal delosciloscopio (eje x).

Los pulsos tomados de los diodos D11, D12,D9 y D10 van a la llave L7, que selecciona laresistencia para el amplificador IC2, cuya sa-lida -también a través de la llave L10- va a la

7755

entrada vertical del osciloscopio (eje y).

El IC4 realimenta la señal desde la llave L8 ala entrada del IC5.

EEll eennssaayyoo yy eell ccoonnttrrooll

Usted y sus alumnos necesitan contar con unosciloscopio y con algunos componentes deprueba (diodos y transistores).

En primera instancia, tienen que calibrar elequipo. Esta puede ser la actividad más com-pleja y, al mismo tiempo, más rica para lacomprensión, el aprendizaje y el desarrollode competencias en los estudiantes.

Para ello, se requiere observar la desviaciónde cada llave en la zona útil y registrar elángulo de giro y las posiciones extremas (enborrador) en el panel frontal.

En correlación con la posición o giro de cadaperilla, es necesario registrar los valores detensión que se observan en el osciloscopio.(máximos, mínimos, valor de los pasos oescalones).

Luego de un exhaustivo registro de valores,es importante dedicar atención y tiempo a lainterpretación de lo observado. Por ejemplo,en el osciloscopio puede mostrarse una ten-sión que guarda una relación directamenteproporcional a la intensidad de corriente quecircula por un resistor calibrado y conocido;por analogía con la corriente que figura en lamisma posición de los ejes coordenados enlos gráficos que ofrecen los fabricantes decomponentes, sus alumnos pueden estable-

cer la correlaciónV/div - mA/div,

Finalmente, secoloca un compo-nente y se obser-van las curvas.Contando con las hojas de datos que ofrecenlos fabricantes, se pueden comparar con loobservado en la pantalla.

LLaa ssuuppeerraacciióónn ddee ddiiffiiccuullttaaddeess

Las dificultades que podrían plantearse sonde distinta índole. Por ejemplo, no conseguirun componente de los requeridos. En esecaso, el circuito es muy versátil y permitereemplazarlo por otro que resulte equiva-lente en sus aspectos críticos

Los valores de resistencia de baja toleranciason bastante críticos; pero, si no se con-siguen, se pueden reemplazar por equiva-lentes serie-paralelo cuyo valor se pueda co-rroborar midiendo con un óhmetro común -tester-.

Otro inconveniente puede presentarse con eltransformador, que no es estándar; pero éstepuede reemplazarse por dos o tres transfor-madores, cuidando conectar los puntosmedios entre sí.

7766

Sin perder de vistaque, en el oscilos-copio, observamostensiones.

El componente más crítico es el circuitointegrado SN7490N, que realiza la funciónprincipal del equipo. Los demás son fácil-mente reemplazables.

Obviamente, hay muchas formas diferentesde resolver este equipo. Desde reemplazar lasllaves por relevadores -relais- de con-mutación múltiple, hasta reemplazar el di-seño utilizando compuertas de integradosdigitales o utilizando un PIC -circuito inte-grado programable-.

Tal vez una de las dificultades más serias quepuede presentárseles es la escasa cargahoraria disponible para el trabajo en el aula,que lleva a discontinuar el armado.

7777

Una vez elaborado, el equipo puede serutilizado por estudiantes con menosconocimientos, que no estarían en condi-ciones de diseñarlo o construirlo pero síde utilizarlo

7788

A continuación, vamos a plantearle algunassugerencias para la integración del equipoRReelleevvaaddoorr ddee llaass ccaarraacctteerrííssttiiccaass ddee ccoommppoo--nneenntteess sseemmiiccoonndduuccttoorreess en su aula.

Nuestra intención es que, a partir de estassugerencias, usted diseñe actividades que:

• creen expectativas, despierten la curiosi-dad de sus alumnos;

• preferentemente, no tengan una únicasolución o explicación;

• involucren operaciones del pensamiento-comparar, resumir, observar, clasificar,interpretar, formular críticas, buscarsuposiciones, imaginar, reunir y organi-zar datos, formular hipótesis, aplicarhechos y principios a nuevas situaciones,tomar decisiones, diseñar proyectos yrealizar investigaciones, codificar-;

• exijan que los estudiantes utilicen losconocimientos aprendidos en otras asig-naturas y recuperen experiencias;

• requieran la búsqueda de información, lalectura, el intercambio y la discusión;

• demanden el punto de vista de los com-pañeros para tener una mejor aproxi-mación al problema;

• impliquen la exploración, constatación,medición o experimentación concreta;

• tengan instancias de registro de datos ode comunicación de información que

requieran el uso de diferentes lenguajesde representación (texto escrito, fórmu-las, diagramas, esquemas, etc.);

• incluyan la elaboración de síntesis omodelos explicativos y evaluación.

Nuestras propuestas son:

11.. OObbsseerrvvaacciióónn ddee ccuurrvvaassccaarraacctteerrííssttiiccaass uuttiilliizzaannddoo eell eeqquuiippooyy uunn oosscciilloossccooppiioo

El docente propone esta actividad para quesus alumnos estén en mejores condicionespara:

• Identificar el tipo de falla en el compo-nente.

• Interpretar lo observado en el oscilosco-pio.

• Graficar los valores medidos y comparar-los con las curvas suministradas por elfabricante.

• Hipotetizar acerca de la configuración delsemiconductor y lo que se observaría sihubiera una falla en el componente.

Si se dispone de componentes con fallas, sepueden comparar éstos con sus análogos enbuenas condiciones.

4. EL EQUIPO EN EL AULA

7799

Para ello, los alumnos colocan el compo-nente bueno en el equipo relevador de com-ponentes y observan las curvas.

Luego, colocan el defectuoso y comparan loque aparece en el osciloscopio con lo obser-vado antes.

Es importante interpretar las curvas queaparecen en pantalla y compararlas con lascurvas dadas por el fabricante de compo-

nentes.

El docente puede preguntar si existe otramanera de descubrir la falla si no se cuentacon el equipo. Se analizan las respuestas delos estudiantes y, en la medida de lo posible,se verifican en el taller. Se pueden hacerhipótesis respecto de la posibilidad de des-cubrir esa falla, antes de desoldar el compo-nente averiado, o de cómo la misma falla per-mite explicitar diferentes hipótesis de falla.

FFaallllaass eenn cciirrccuuiittooss yy ccoommppoonneenntteesseelleeccttrróónniiccooss

Cuando el componente está formando partede un circuito, lo más conveniente es detec-tar la falla antes de desoldarlo. Si esto no esposible, hay que retirarlo del circuito y mediralgunos parámetros para verificar si estándentro de los valores esperables. La mayo-ría de las fallas en los componentes son unafuga, un cambio de valor, o bien, estánabiertos o en cortocircuito.

Las pruebas bajo tensión más simples con-sisten en medir con un voltímetro (u oscilos-copio) la diferencia de potencial a losbornes de un diodo, por ejemplo, y cuandoconduce -ésta será de, aproximadamente,0,7 V si la juntura es de silicio y 0,2 V si es degermanio-.

Si no está conduciendo, allí cae una tensiónsimilar a la que caería si en el lugar deldiodo hubiera una resistencia de un altovalor.

Un comportamiento similar se observa en launión base-emisor de un transistor bipolar.

Si se midiera una diferencia de potencialpróxima a cero, en cualquiera de los casosanteriores, ésta indicaría una falla por cor-tocircuito en la unión que se mide.

CCoommpprroobbaacciióónn ddee sseemmiiccoonndduuccttoorreess ccoonnóóhhmmeettrroo

Si el componente está fuera del circuito, lohabitual es medir la resistencia con unóhmetro en ambos sentidos, debiendoencontrar una resistencia baja en el sentidode conducción directo y una resistencia altaen sentido inverso.

En el caso de componentes de mayor poten-cia, a veces esta lectura resulta errónea porla escasa corriente que puede aportar elóhmetro.

En el caso de los diodos led, la falla máscomún es que resulten abiertos; esto indicaresistencia infinita en el óhmetro.Encendido, en conducción, con el voltímetrose observa una diferencia de potencial quevaría con el color y tipo.

Los visualizadores led de siete segmentos

8800

(ocho con la coma o punto decimal) sepueden comprobar como los diodos indivi-duales; aunque, a veces, la rotura de undiodo lleva a un comportamiento erróneo alvisualizador.

En el caso de los diodos zener, con elóhmetro se puede comprobar el cortocir-cuito fácilmente; pero, no la tensión de tra-bajo.

Los diodos Pin, Impatt y de recuperaciónabrupta se utilizan en microondas, por loque no se pueden comprobar con seguridadcon un óhmetro.

Los FET de puerta aislada tienen unaresistencia del drenador a la fuente quevaría de acuerdo con la carga estáticaconectada en sus puertas. La falla habituales la perforación del aislante entre la puer-ta y el substrato. Por lo tanto, al medir lapuerta debe aparecer abierta con respectoa cualquier otro terminal; si no es así, nosindica una avería del componente.

Con un óhmetro es posible comprobar tran-sistores de efecto de campo FET de canal ncon la secuencia de la derecha:

CCuuaannddoo ssee pprreesseennttaa uunnaa ffaallllaa eenn uunn cciirr--ccuuiittoo,, nnoo bbaassttaa ccoonn eennccoonnttrraarr uunn ccoommppoo--nneennttee ddeeffeeccttuuoossoo yy ssuussttiittuuiirrlloo;; eess iimmppoorr--ttaannttee ttrraattaarr ddee ddeessccuubbrriirr llaa ccaauussaa ddee eessaaffaallllaa,, yyaa qquuee ssii ééssttaa eess eexxtteerriioorr aall ccoommppoo--nneennttee,, aall ccaammbbiiaarr eell ccoommppoonneennttee ddeessttrruu--iiddoo ppoorr uunnoo eenn bbuueenn eessttaaddoo yy ppoonneerr eellcciirrccuuiittoo eenn ffuunncciioonnaammiieennttoo,, ssee rreeiitteerraarrááeell eeffeeccttoo,, pprroodduucciieennddoo llaa aavveerrííaa ddeell ccoomm--ppoonneennttee rreeeemmppllaazzaaddoo..

Al cortocircuitar la puerta con el drenadorse observa resistencia entre la fuente y eldrenador.

Cortocircuitando la fuente con la puertase observa una resistencia entre drenadory fuente.

Se cortocircuita la puerta con la fuente, yel dispositivo indicará un circuito abiertoentre fuente y drenador.

P

F

D

P

F

D

P

F

D

P

F

D

P

F

D

P

F

D

8811

El transistor de efecto de campo de uniónJFET se puede medir con el óhmetro, encon-trándose una resistencia entre drenador yfuente, dejando la puerta abierta. Midiendode la puerta a los otros terminales, se obser-va un comportamiento similar al diodo; osea, resistencia alta en un sentido y baja alcambiar la polaridad.

Los varistores de metal-óxido MOV sepueden comprobar con el óhmetro en elcaso de cortocircuito.

Los rectificadores controlados de silicio(SCR) se comportan como un diodo entre elcátodo y la puerta, cuando la puerta estáconectada al ánodo. Los demás terminalesse observan abiertos. La falla más común esel cortocircuito entre cualquier par de termi-nales.

Algunos SCR de más corriente tienen unaresistencia interna entre la puerta y el cáto-do que se percibe cuando se comprueba ladirección de la polarización por reali-mentación en el diodo puerta-cátodo. Estaresistencia ayuda a evitar que se produzcaun disparo prematuro y estabiliza el fun-

cionamiento a temperaturas más altas.

Los transistores bipolares pequeños puedencomprobarse como dos diodos unidos y enoposición.

En los transistores Darlington, la compro-bación es similar a la del transistor simple.Se trata de dos transistores encapsuladosjuntos, en los que el emisor del primero estáconectado a la base del segundo, lo que dacomo resultado una mayor ganancia. Almedir la caída de tensión entre la base (delprimero) y el emisor (del segundo) se obser-va una caída doble (1,4 V).

El triac es un dispositivo que conduce bajoel control de la puerta, con cualquier polari-dad aplicada a los terminales MT1 y MT2. Alcomprobarlo con el óhmetro, entre los temi-nales MT1 y MT2 se observa un circuitoabierto. Conectando la puerta al MT2 eltriac, estará activado, y comprobando entrelos dos terminales MT1 y MT2 e invirtiendolos terminales del tester (cambiando lapolaridad) se debe observar lo mismo, siestá en buenas condiciones.

Los triac de mayor tamaño pueden teneruna resistencia interna entre la puerta y elterminal MT1, para mejorar la estabilidaddel disparo y a temperaturas de fun-cionamiento altas.

Los transistores UJT se observan como unaresistencia entre las bases 1 y 2, cuando seaplican las dos polaridades con el óhmetro.El emisor aparece como un diodo colocadoen el medio de las resistencias entre lasbases 1 y 2.

Al cortocircuitar la puerta con el drenadoraparece una resistencia de bajo valorentre fuente y drenador.

Consideremos otra actividad alternativa,destinada a alumnos que comienzan a traba-jar con transistores:

Usted puede presentar una tabla contenien-do una serie de valores y la interpretación delo que puede estar sucediendo, y dejaalgunos casilleros en blanco en cualquier filapara que sus alumnos los completen.

En el circuito se indican los puntos en que semedirá la tensión sin desoldar el transistor.

8822

Algunas recomendaciones a tener en cuen-ta al reemplazar un componente:

• Limpiar la zona de restos de la soldadu-ra anterior, escoria, óxidos o cualquierresiduo.

• Si se requiere un disipador, asegurar laconducción de calor a éste (utilizandograsa siliconada, asegurando el ajuste

de los tornillos de sujeción y verificandola aislamiento eléctrico, cuando corres-ponda).

• Cuando los componentes son muypequeños y, por consiguiente, las pistasde cobre sobre la plaqueta están muypróximas, verificar que no se hayanestablecido puentes con el material deaporte al soldar.

EMISOR

BASE 2

BASE 1

EMISOR

BASE 2

BASE 1

1 2

3 4

Vbb Vcc

Rb

Rcc

En cada fila se analiza una falla diferente. Losalumnos completan la tabla.

Le recomendamos proponer situacionesdiferentes a sus alumnos; por ejemplo: "¿Quémedirían con el transistor en saturación?".

22.. CCoommppaarraacciióónn eennttrree lloo oobbsseerrvvaaddooeenn eell oosscciilloossccooppiioo yy lloo mmoossttrraaddoo eennuunn ssooffttwwaarree ddee ssiimmuullaacciióónn11

En esta actividad, los estudiantes tienenocasión de relacionar el comportamiento deun circuito armado con componentes reales(comprados en el proveedor habitual), con lomostrado por el software de simulación, ydetectar las ventajas y limitaciones de cadaforma de trabajo.

La consigna de trabajo, para la concreción deesta comparación:

• Después de armar el circuito con compo-nentes reales, observar su funcionamien-to haciendo mediciones con instrumen-tos reales.

• Analizar con el equipo relevador de com-ponentes semiconductores el compor-tamiento de los componentes claves yexplicar las diferencias halladas con losdatos dados por el fabricante.

• Simular el comportamiento del mismocircuito con el software disponible.Hecho esto, se pueden cambiar rápida-mente los valores de los componentes(cliqueando sobre el componente yeligiendo valores). De este modo, es posi-ble ver cómo varían las lecturas eninstrumentos (virtuales) colocados a talfin. Por ejemplo, se puede reducir elvalor de una resistencia para simular elcortocircuito o aumentarlo mucho parasimular una falla en la soldadura.

• Elaborar un informe acerca del alcance ylos límites de la experimentación conambos sistemas. Para organizar la infor-mación que contendrá el informe, se su-

8833

1 Por ejemplo, Electronic Work Bench®. Este software está disponibleen mmxx..ggeeoocciittiieess..ccoomm//iippnn__cceeccyytt11// (Multi SIMV16 Power Pro Demo yMultisim V6 VHDL) o bien como demo de acceso libre.

110 V

flotanteVbbVbbVbbVbbVbbVbbVbb

220 V

flotante0,7 V0,7 V

flotante0,7 VVbb0,7 V0,7 V

33VccVcc0 V

flotanteVcc

flotanteVccVccalta

44VccVcc0 V

flotanteVccVccVccVccVcc

IInntteerrpprreettaacciióónnNo hay tensión en base. Fuente Vbb cortocirc.No hay tensión en base. Fuente Vbb abiertaNo hay tensión en colector. Fuente Vcc cortocirc.No hay tensión en colector. Fuente Vcc abiertaResistencia Rb abierta. Resistencia Rc abierta.Juntura base-emisor abierta.Juntura base-colector abierta.Baja ganancia del transistor.

Suponga que se han encontrado los sigu-ientes valores:

8844

giere preguntarse acerca de las caracterís-ticas propias de cada alternativa-circuitocon componentes reales y circuito simu-lado con un software- y explicar las dife-

rencias. Son valiosas las discusiones quese planteen al respecto y las opinionesfundamentadas de los estudiantes.

SSooffttwwaarree ""EElleeccttrroonniiccss WWoorrkkbbeenncchh EEDDAA ((EEWWBB))VVeerrssiióónn 55..00aa"",, pprroodduucciiddoo ppoorr IInntteerraaccttiivvee IImmaaggeeTTeecchhnnoollooggiieess LLttdd..

Este programa permite simular el comportamien-to de circuitos electrónicos.

Cuenta con un menú de ayuda que le resultarámuy útil. A modo de ejemplo, le mostramos cómoidentifica los gráficos de la pantalla virtual delosciloscopio que se usó para simular la lecturasobre el circuito del ejemplo.

Posición central del canal A Posición central del canal B

Canal A Canal B Escalas de tensión por división

Lectura en elosciloscopiovirtual

8855

Dibujamos un circuito con un transistor npnpolarizado con dos fuentes, para hacer más evi-dente la configuración:

Un pequeño ícono del instrumento aparece en elcircuito y permite apreciar los puntos donde hasido conectado.

Una versión ampliadase agrega al gráficopara permitir la lecturade valores.

En el caso del oscilos-copio, en la pantalla sepuede observar la ima-gen de manera similara un osciloscopio real.La diferencia másnotable que se encuen-tra cuando se deseanleer los parámetros delas ondas (amplitud,período, etc.) es que lagrilla que facilita la lec-tura se reduce a líneasde puntos definidas endos ejes coordenadoscentrales.

El programa cuenta,asimismo, con la posi-bilidad de ampliar aúnmás la pantalla delosciloscopio.

El multímetro tiene laposibilidad de medirtensión (1), intensidadde corriente (2) yresistencia eléctrica(3), en corriente conti-nua (4) y en corrientealterna (5).

En el ejemplo de ten-sión continua, el dis-play muestra un valorde 12 V.

En el generador de funciones se puede observarla forma de onda (1), la frecuencia (2), la amplitud(3), las unidades de frecuencia y tensión (4), asícomo la polaridad de los terminales y la indi-cación del terminal común, entre otros paráme-tros.

Las escalas deV/div (9). Permitendeterminar los va-lores de tensión delas ondas que semuestran en pan-talla. El desplaza-miento en "y" (ver-tical) (7) permiteidentificar las se-ñales de cadacanal, cuandoestán desplaza-das. La escala detiempos (5) posi-bilita determinar elperíodo y calcularla frecuencia, losdefasajes entreondas, el nivel detrigger (6), etc.

También se puede seleccionar para mostrar laseñal de alterna sola, (AC), el nivel de referenciao ground (0) o la alterna superpuesta al nivel decontinua (DC) (8).

8866

56

9 7 8

Ícono del generador defunciones Ícono del osciloscopio

1 2 3 4

Polaridad determinales

Icono delmutímetro conindicación depolaridad

2

1

3

4

5

8877

33.. IInnccoorrppoorraacciióónn ddee vvaalloorreess rreeaalleessaa uunn ssooffttwwaarree ddee ssiimmuullaacciióónn

Esta actividad permite reunir la versatilidadde un software de simulación, con los datosrelevados de un componente real en el análi-sis de un circuito concreto.

• El docente plantea una situación pro-blemática, cuya solución puede consistir,por ejemplo, en la construcción de unamplificador de audiofrecuencias.

• Luego del planteo del problema en gru-pos de trabajo y de la búsqueda de infor-mación a fin de decidir el circuito aarmar, los estudiantes organizan las ta-reas necesarias para conseguir los com-ponentes activos (transistores).

• En el relevador de componentes midenlos parámetros de los componentesactivos que van a utilizar.

• Cargan estos datos en un software y si-mulan el circuito con los valores realesdel transistor que usarán, configurandoel diseño (ajustando los valores de loscomponentes pasivos -capacitores, resis-tores, etc.) para lograr las características

planteadas en el problema.

• Luego, arman el circuito con los valoresque definieron en la simulación.

• Finalmente, comparan las característicasmedidas con las simuladas. Esto lleva avisualizar que la divergencia de las carac-terísticas medidas siguiendo este proce-dimiento es menor que la lograda si sólose hubieran utilizado los parámetros pro-porcionados por el fabricante.

44.. IIddeennttiiffiiccaacciióónn ddee ffaallllaass eenn ccoomm--ppoonneenntteess

Los alumnos pueden analizar componentesen los cuales se ha producido una falla -porejemplo, destrucción de una de las junturasen un transistor o diodo-.

Esta tarea posibilita:• Identificar fallas en componentes a través

de la determinación de los parámetroscaracterísticos.

• Interpretar la información que ofrece elfabricante, en particular las curvas carac-terísticas.

• Conocer los valores medidos de compo-nentes particulares.

Para concretarla, se forman grupos de traba-jo de entre 3 y 5 estudiantes cada uno. Se dis-tribuye un componente con falla a cadagrupo, con la siguiente consigna:

Una problemática relevante que tiene impli-cancias tanto en el diseño como en la

reparación de equipos electrónicos está relacionadacon la calidad y la tolerancia de los componentes quese consiguen en el comercio.

En general, existe una gran dispersión de valores;pero, esta dispersión no suele ser considerada porlos software de simulación, ya que suelen ser elabo-rados a partir de los valores de los componentes deprimera selección (tolerancia más estrecha).

a. Describan el componente asignado: elaspecto exterior, el nombre y la identifi-cación.

b. Busquen los datos que ofrece el fabricante,

8888

55.. AApprreecciiaacciióónn ddee llaa ddeessvviiaacciióónn ddeellooss vvaalloorreess ddee ccoommppoonneenntteess mmeeddii--ddooss,, ccoonn rreessppeeccttoo aa llooss ttííppiiccoossddaaddooss ppoorr eell ffaabbrriiccaannttee,, uuttiilliizzaannddooeell eeqquuiippoo yy uunn oosscciilloossccooppiioo

Contando con semiconductores en buen

estado, esta actividad permite valorar laganancia de un transistor, o la tensión deruptura zener, o el tipo de transistor (pnp onpn), los estudiantes pueden apreciar ladivergencia de valores hallados en diferentesgrupos en el aula para componentes simi-lares, con respecto a los valores típicos quefiguran en las hojas de datos.

La actividad se puede desarrollar siguiendouna serie de pasos similar a la propuesta en laactividad anterior. En el último ítem se puedepedir que hipoteticen acerca del efecto de lavariación de la ganancia de un transistor, latensión de ruptura de un diodo, etc., segúncorresponda al componente que se está eva-luando.

66.. IIddeennttiiffiiccaacciióónn ddee ccoommppoonneenntteessuuttiilliizzaannddoo eell eeqquuiippoo yy uunn oosscciilloossccoo--ppiioo

Desde la asignatura "Electrónica II", porejemplo, podría presentarse a los alumnosesta consigna:

2 Por supuesto, usted va a ajustar esta parte de la consigna alas posibilidades del curso.

tratando de conseguir la mayor cantidad deinformación posible2.

c. En las hojas de datos, señalen aquellosaspectos que les presentan dudas. Intentenexplicar el funcionamiento del componentea través de alguna información de la quedisponen. En lo posible, intenten aclararalguna de estas dudas, buscando informa-ción proveniente de diferentes fuentes.

d. Intenten vincular información -por ejemplo,si se dispone de valores máximos de tensióno corriente, intenten relacionar estos datoscon la hipérbola de máxima disipación depotencia, o los valores sugeridos para el cál-culo del disipador, o el valor de potenciaadmisible-.

e. Identifiquen la función principal del compo-nente y alguna otra función secundaria

f. Sugieran varios usos del componente.

g. Midan el componente con el multímetro,intentando descubrir la falla.

h. Conéctenlo al equipo relevador de compo-nentes semiconductores y evalúen las ca-racterísticas a partir de las curvasmostradas en el osciloscopio.

i. Hipoteticen acerca del efecto que esta fallatendría en un circuito concreto.

Los técnicos que trabajan en la empresa Súperelectrónica han preparado un curiosorecibimiento para un nuevo integrante delequipo: un alumno de nuestra escuela, pasanteen su taller de "Electrónica II" del tercer año delCiclo de Especialización de Polimodal.

Han puesto en un cajón, un sobre con hojas dedatos de componentes y algunos circuitos, yjunto con éstos, varios diodos, transistores,capacitores, resistores, etc. con las identifica-ciones borradas. Todo hace suponer que allí seencuentra lo necesario para construir esos dis-positivos.

A partir de esta consigna básica, es posible:

• Agregar una serie de preguntas que ape-len a los conocimientos teóricos; porejemplo: discutir el diagrama en bloquesdel equipo relevador de componentessemiconductores ¿Por qué aparece unanueva curva para otra corriente de base

en el relevador de componentes? ¿Cómoes el "efecto transistor"? ¿Por qué se diceque una determinada configuración deun transistor "amplifica"? ¿Qué serequiere en una configuración de ECpara que amplifique?

• Pedir a los alumnos que elijan un circuitodado y, luego:

- usen esos componentes para elaborarun dispositivo que tenga una funcióndiferente del seleccionado,

- busquen un circuito que utilice otroscomponentes pero que realice lamisma función.

Durante el desarrollo, el profesor observa eltrabajo en los diferentes grupos, la partici-pación de los estudiantes, y los posibles blo-queos o dificultades que se presenten.Coordina la tarea, asesora, facilita; pero, "noda todo hecho". En la medida de lo posible,responde a una pregunta específica con otraspreguntas que guíen la búsqueda; pero, dejala búsqueda a cargo de los estudiantes.

El registro de esta observación en una lista decotejo y los informes presentados por losestudiantes sirven al docente para evaluar eldesempeño. Así, puede apreciar el compro-miso con la tarea, el reconocimiento de com-ponentes y su correlación con la hoja dedatos y circuitos de aplicación, el nivel decoherencia y pertinencia de la argumentaciónen el informe, el tiempo que les ha deman-dado, la capacidad para buscar informaciónpertinente, para trabajar con otros, etc.

Un ejemplo posible de lista de cotejo pararegistrar las observaciones del docentedurante el trabajo de los estudiantes:

8899

¿Qué harían ustedes, en el lugar de este alum-no-pasante para:

a. identificar los componentes;

b. informar si se perciben variaciones conrespecto a los datos del fabricante; o bien,informar si no es posible identificarlas y jus-tificar la respuesta;

c. decir si alguno de los componentes sepuede usar en alguno de los circuitos halla-dos;

d. proponer algún circuito alternativo, que useesos componentes, con buenos argumen-tos que justifiquen el cambio;

e. elaborar un informe completo que involu-cre todos los puntos requeridos antes.

Antes de comenzar la tarea, estimen el tiempoque les va a demandar este trabajo, indicandocómo está formado el grupo que participa.

Se adjuntan:

• las hojas con circuitos,

• los manuales (o CD) de datos de compo-nentes

• los componentes con los códigos borrados(cubiertos con pintura).

El equipo relevador de las características decomponentes semiconductores.

9900

Alumno:............................... Grupo: ........ Curso:.....................

Actividad:......................................................................................

Siempre A veces Nunca

Muy Puedebien mejorar Insuficiente

Habilidades enel trabajo

Relacionesinterperson-ales

Conocimientosde los con-tenidos de laasignatura

Capacidad deresolver situa-ciones nuevas

Elaboración deconclusiones yjuicios críticos

Capacidad decomunicación,usando difer-entes sistemasde repre-sentación

Busca información complementaria

Organiza el trabajo.

Colabora con el orden y la higiene del lugar detrabajo.

Respeta los tiempos asignados a las activi-dades.

Registra lo que considera importante.Escucha a los demás.

Respeta las opiniones de los compañeros.

Realiza el trabajo en forma cooperativa.

Asume actitudes responsables en el grupo.

Participa pertinentemente.

Comprende el funcionamiento de algunos com-ponentes.

Puede interpretar la información que ofrece elfabricante.

Es capaz de interpretar la función de un cir-cuito.

Es capaz de transferir lo aprendido a situa-ciones planteadas en otros contextos o asituaciones diferentes.

Problematiza o cuestiona los contenidos.

Elabora conclusiones o juicios críticos funda-mentados.

Usa con solvencia los diferentes lenguajes osistemas de representación externos (texto,gráficos, diagramas, fórmulas, esquemas, etc.)más adecuados a cada situación.

Se expresa teniendo en cuenta al interlocutor

7. Propuesta de realización deproyectos

Abre la posibilidad de plantear problemáticasconcretas, indicando algunas restricciones afin de acotar los proyectos.

Un ejemplo:

9911

Los alumnos de “Bioelectrónica” necesitan hacer un termostato para una incubadora;pero, no disponen de fondos para comprar los componentes.

Entonces, hacen un trato con Don Romualdo, dueño de un taller de reparaciones deelectrodomésticos; Don Romualdo les va a permitir retirar de su taller los componentesdisponibles allí, a cambio de que en un mes le devuelvan un termostato funcionando.

Entre los componentes hay algunos chips de circuitos operacionales, muchos resistoresfijos de diferentes valores, algunos variables (preset, potenciómetros y trimmers) y otrosno lineales (NTC). También hay varios diodos zener cuyas tensiones apenas se leen.Si ustedes estuvieran en el lugar de estos alumnos:

• ¿Qué pasos seguirían?

• Propongan algún circuito, utilizando algunos de estos componentes, que funcionecomo termostato y ármenlo.

• ¿Faltará algún componente? ¿Cuál? ¿Para qué se lo requiere?

• Escriban las especificaciones técnicas y la forma de uso del dispositivo.

9922

Esta parte final de nuestro módulo de capa-citación contiene un cuadernillo para la eva-luación del recurso didáctico que le presen-tamos y, de las experiencias didácticas y con-tenidos propuestos a partir de él:

Esta evaluación tiene dos finalidades:

• Brindarle a usted, como docente que uti-liza este material, la oportunidad de do-cumentar el seguimiento de las activi-dades que realice con sus alumnos, a par-tir de nuestras propuestas y, en funciónde esta memoria de acciones, propiciaruna reflexión acerca de los cambios,mejoras o enriquecimiento de su propiatarea de enseñanza.

• Obtener de su parte, como usuario deeste material, información sobre todoslos aspectos en torno a los cuales gira lapropuesta.

Para este relevamiento de información, ustedencontrará, a continuación, una serie decuestionarios organizados básicamente entablas o matrices para completar. Con losdatos que usted exprese en ellos esperamostener una realimentación que nos permitamejorar todos los componentes de la serie depublicaciones “Recursos didácticos” yenriquecerla con propuestas o docu-mentación complementaria para aquellosdocentes que planteen iniciativas, interro-

gantes o dificultades específicas con relacióna la construcción del recurso didáctico, a lasactividades de aula, a los contenidos cientí-ficos y tecnológicos, a la metodología deenseñanza, a los procedimientos incluidos, ala información sobre materiales y a otrosaspectos.

Dada la importancia que esta información deretorno tiene para nuestro trabajo deseguimiento, mejora y actualización, leagradecemos que nos remita el cuadernillocon todas las observaciones, comentarios osugerencias adicionales que nos quiera hacerllegar. Para ello puede remitirnos una copia,a través de correo postal, a

Área de Monitoreo y Evaluación –CeNET–Oficina 112Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autónoma de Buenos Aires.República Argentina.

O, si lo prefiere, solicitarnos el archivo elec-trónico de las páginas que siguen aeevvcceenneett@@iinneett..eedduu..aarr, enviándonos la versióndigitalizada de sus respuestas a través delmismo correo electrónico.

Desde ya, muchas gracias.

5. LA PUESTA EN PRÁCTICA

Identificación del material:

Las dimensiones que se consideran para la evaluación del módulo de capacitación y delrecurso didáctico son:

IILa puesta en práctica

1. Nivel educativo

2. Contenidos científicos y tecnológicos

3. Componentes didácticos

4. Recurso didáctico

5. Documentación

6. Otras características del recurso didáctico

7. Otras características del material teórico

8. Propuestas o nuevas ideas

(*) Por favor, indique la modalidad, la orientación, la especialidad, etc.

Escuela técnica (*)Nivel educativo EGB2

Polimodal(*)

Trayecto técnico-profesional (*)

Formaciónprofesional (*)

Otra (*)

1 2 3 1 62 3 4 5

EGB3

Nivel en el queusted lo utilizó

Asignatura/espacio curricular en el que usted lo utilizó:

2. Contenidos científicos y tecnológicos trabajados:

1. Nivel educativo en el que trabajó el material:

3. Componentes didácticos:

3.1. Testimonios (situaciones problemáticas) presentados en el material

a. ¿Le resultaron motivadores para iniciar las actividades propuestas?

b. ¿Le facilitaron el desarrollo de contenidos curriculares que ustedtenía previstos?

c. A su criterio, ¿están vinculados con el recurso didáctico que se lepropone desarrollar?

d. ¿Le facilitan la organización de situaciones didácticas para el tra-bajo de los contenidos científicos y tecnológicos propuestos?

e. El nivel de las situaciones problemáticas que se plantean, ¿es eladecuado al nivel educativo para el que está previsto?

f. En caso negativo, ¿permiten adecuaciones para ser trabajados enel nivel educativo de sus alumnos o en otro nivel educativo?

g. Los testimonios iniciales, ¿permiten generar diferentes soluciones(soluciones tecnológicas o didácticas)?

En caso que su respuesta sea negativa (en cualquier ítem), le pedimos que nos indique porqué (señale el número del ítem a que corresponde su comentario)

Otro (indique el ítem al que corresponde el comentario):

La puesta en prácticaIIII

Sí Otro1No

1 Utilice esta opción para indicar que agregará comentarios al final de este sector de la matriz.

La puesta en práctica

3.2. Estrategias

A partir de la utilización de las propuestas de trabajo en el aula contenidas en el material ydel recurso didáctico con el que se asocian, le solicitamos que nos indique (tomando comoreferencia su forma de trabajo anterior a disponer del material), cómo resolvió las activida-des consignadas en la tabla siguiente:

IIIIII

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado2

Inco

rpor

ado3

3.2.1. Contextualización de la estrategia didáctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

a. Determinar las capacidades, habilidades, conocimientos previosnecesarios para iniciar las actividades propuestas.

b. Organizar, asociar, relacionar los conocimientos científicos y tec-nológicos para resolver un problema tecnológico.

c. Recortar (identificar) los contenidos científicos y tecnológicos atrabajar con sus alumnos para el desarrollo de un sistema/produc-to tecnológico como el propuesto por el material.

d. Vincular estos conocimientos con los saberes previos de los alum-nos.

e. Establecer la secuencia adecuada de los contenidos científicos ytecnológicos, y de los procedimientos para generar una solucióntecnológica (la propuesta por el material u otra diferente).

f. Organizar una experiencia didáctica integrando conocimientoscientíficos y tecnológicos, metodología de resolución de problemasy procedimientos propios del trabajo tecnológico.

g. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

2 No aplicado: No lo hizo antes ni ahora con este recurso didáctico.3 Incorporado: Integró la estrategia a sus clases a partir de la utilización del recurso didáctico propuesto.

La puesta en prácticaIIVV

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado

Inco

rpor

ado

3.2.2. Desarrollo de la estrategia didáctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

h. Encuadrar la tarea a partir de la formulación de uno (o varios)problemas.

i. Explicitar consignas de trabajo que plantean una situación pro-blemática.

j. Organizar las actividades de aprendizaje atendiendo a las etapaspropias de la resolución de problemas.

k. Utilizar técnicas de trabajo grupal.l. Promover el trabajo colaborativo y cooperativo.m. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

Mej

or

Igua

l

No

aplic

ado

Inco

rpor

ado

3.2.3. Aspectos cognitivos (proceso de aprendizaje de sus alumnos)

Con respecto a su forma habitual de trabajo, usted logró:

n. Estimular a sus alumnos en la búsqueda de información e investi-gación en torno al problema eje del material.

o. Promover la consulta a variadas fuentes de información.p. Rescatar, incorporar los aportes del grupo para identificar aspectos

o variables críticas del problema.q. Evaluar los conflictos cognitivos propios del proceso de aprendizaje.r. Detectar, evaluar, la comprensión asociativa.s. Promover la reflexión sobre las actividades realizadas y las estrate-

gias utilizadas en cada parte del proceso.t. Otras (que haya incorporado o hecho mejor con el recurso).

4. Recurso didáctico:

4.1. Construcción del recurso didáctico

Tomando en cuenta la finalidad prevista en el material para el recurso didáctico (equipamien-to o software), le pedimos que nos indique si, a partir de la propuesta contenida en el mate-rial:

4.1.1. Utilizó:

VVLa puesta en práctica

a. Un equipo ya construido, según lapropuesta del material.

c. Otro que ya tenía disponible(de características similares).

b. Un software.

d. Ninguno.

Si su respuesta fue “d.” indíquenos la razón, por favor:

a. ¿Pudo seguir sin dificultades los procedimientos indicados en el “Manual deconstrucción”?

b. La secuencia indicada, ¿fue la adecuada para la construcción?

c. El grado de complejidad, ¿fue el apropiado para el nivel educativo a que sedirige el recurso?

d. Los contenidos científicos asociados, ¿son pertinentes para el desarrollo delrecurso propuesto?

e. Los contenidos tecnológicos asociados, ¿son pertinentes para el desarrollodel recurso propuesto?

f. Con sus alumnos, ¿construyó el recurso didáctico siguiendo el proceso y lametodología de resolución de problemas?

g. ¿Siguió todos los procedimientos propuestos para la construcción peroincorporó sus propios contenidos científicos y tecnológicos?

h. Por el contrario, ¿hizo adaptaciones en los procedimientos de construcciónpero mantuvo los mismos contenidos?

i. ¿Realizó la construcción siguiendo las actividades de aula propuestas en elmaterial?

j. ¿Diseñó sus propias experiencias en función de su grupo de alumnos?

¿Completó todas las etapas del proceso de construcción propuesta?

En caso negativo, indíquenos a qué fase llegó:

Sí No

La puesta en práctica

4.1.2. ¿Realizó todo el proceso de construcción del recurso didáctico con susalumnos? (Conteste este apartado en caso de que haya construido un equipoigual al propuesto. En caso contrario, pase al apartado 5 “Documentación”)

4.1.3. En caso de que su respuesta sea afirmativa, le pedimos que nos indique:

Sí No

Sí No

a. Planificación.

c. Construcción, armado.

b. Diseño en dos dimensiones.

d. Ensayo y control.

e. Superación de dificultades (evaluación del funcionamiento, siguiendo las indica-ciones y la lista de control que brinda el material).

f. Construcción de otro equipo que se adapta más a sus necesidades curriculares(Si marcó esta alternativa, lo invitamos a responder, directamente, el apartado 4.1.5.).

VVII

VVIIIILa puesta en práctica

4.1.4. Complete este ítem sólo si realizó el proceso de construcción del equipo siguiendo losprocedimientos indicados en el Manual. Si no fue así, lo invitamos a responder elapartado 4.1.5.

Acerca de los materiales, herramientas e instrumentos:

a. La especificación de los materiales para la construcción, ¿fue suficiente paraconseguirlos?

b. ¿Utilizó los mismos materiales (en calidad y tipificación) indicados en ladocumentación?

c. ¿Reemplazó materiales, instrumentos, componentes, piezas, etc., sin alterarel resultado final previsto en el material?

d. La especificación de las herramientas a utilizar, ¿le resultó adecuada?

e. La cantidad de herramientas indicadas, ¿fue la necesaria?

f. Los instrumentos, ¿estuvieron bien especificados?

g. El tipo y cantidad de instrumentos, ¿fueron los adecuados para armar elrecurso didáctico?

Sí No

4.1.5. En caso de que usted haya construido un recurso didáctico diferente al propuesto porel material de capacitación, le pedimos que nos indique si la razón fue:

a. El propuesto no se ajustaba a susnecesidades curriculares.

c. No pudo interpretar el manual deconstrucción.

b. No pudo conseguir los materi-ales o instrumentos indicados.

d. Otra (Por favor, especifíquela).

La puesta en práctica

4.1.6. ¿Qué características específicas destacaría en este recurso didáctico diferente al pro-puesto por el material, que sus alumnos han construido. (Marque todas las opcionesque considere necesarias):

a. Se ajusta mejor a los contenidoscurriculares que necesita trabajar.

c.

b. Es más económico.

d. Es más adaptable(a diversos usos).

e. Otra (Por favor, especifique):

Permite su reutilización(mediante el desarme y armado, enfunción de necesidades didácticas).

Descripción del recurso didáctico construido:f.

Indique las principales diferencias con el equipo propuesto(estructurales, funcionales, didácticas):

g.

VVIIIIII

La puesta en práctica

a. Aprovechando todo el proceso y lasecuencia de construcción pro-puestos en el material.

c.

b. Aplicándolo (como algo ya comple-to) a la solución de problemas dife-rentes al propuesto en el material.

d. Otra (Por favor, especifique):

Utilizándolo como un sistema tecnológico (ya construido) en las funciones paralas que está pensado (manejo de las variables, control de operaciones, etc.).

4.2. Utilización del recurso didáctico

4.2.1. ¿Cómo utilizó el recurso didáctico (hecho por usted o ya construido), en las experien-cias didácticas que concretó? (Puede marcar todas las opciones que crea necesarias)

IIXX

La puesta en práctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, este recurso didáctico lepermitió a usted, como docente:

a. Integrar contenidos científicos y tecnológicos en la solución de situa-ciones problemáticas de carácter tecnológico.

b. Diseñar situaciones de enseñanza y de aprendizaje centradas en laresolución de problemas tecnológicos.

c. Planificar y promover en sus alumnos la organización del trabajo(planificación y secuenciación de tareas), según el proceso tecnológico.

d. Favorecer la identificación de aspectos o variables críticas de unasituación problemática.

e. Organizar las actividades de manera que facilite la toma de decisionespor parte de los alumnos (determinación y selección de alternativas,opciones de diseño, materiales, etc.).

f. Organizar la actividad de sus alumnos en función de solucionesdiversas a los problemas planteados.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

4

Otro

5

4.2.2. Ya sea que haya desarrollado el recurso didáctico con sus alumnos según las especifi-caciones del material, ya sea que haya construido otro diferente o que haya utilizadoun equipo ya construido, en relación con las actividades que usted venía realizando,la utilización del recurso didáctico propuesto por el material le permitió (seleccione laopción que coincida con sus experiencias):

g. Agregue otras que usted considere haber logrado de una mejor manera con este recursodidáctico

4 NA: No aplicable; es una actividad que no realizó antes ni ahora.5 Otro: Recuerde utilizar esta opción para indicar que agregará comentarios al final de este sector de la tabla.

XX

La puesta en práctica

Con respecto a su forma habitual de trabajo, este recurso le permitió alos alumnos (habilidades intelectuales):

Capacidad de planificar

h. Identificar variables o aspectos fundamentales de un problema tec-nológico.

i. Organizar su trabajo en etapas (identificar y seguir la secuencia deoperaciones de un proceso).

j. Ejecutar las actividades en los plazos o etapas previstas.

k. Seleccionar materiales, herramientas y piezas, de acuerdo con lasnecesidades del diseño.

l. Anticipar y resolver dificultades que podrían surgir en el proceso.

m. Prever puntos críticos de todo el proceso.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

n. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

XXII

La puesta en práctica

Capacidad para tomar decisiones

o. Analizar alternativas en función de un problema.

p. Seleccionar alternativas en función de las restricciones planteadasen el problema, o en el contexto de enseñanza y de aprendizaje.

q. Adecuar la propuesta para la solución del problema planteado.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

r. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

XXIIII

La puesta en práctica

Capacidad de aplicar y transferir

s. Interrelacionar los datos, técnicas y procedimientos en el diseño dela solución.

t. Utilizar técnicas de representación adecuadas al equipo que seconstruye o en el ya construido que se utiliza.

u. Integrar los conocimientos científicos y tecnológicos en losmomentos pertinentes para el diseño de la solución.

v. Relacionar, ensamblar componentes en la secuencia adecuada.

w. Utilizar de manera correcta la simbología y los lenguajes propios dela tecnología (representación gráfica, simbólica, etc.).

x. Transferir conocimientos científicos y tecnológicos en otras activi-dades similares.

Mej

or

Igua

l

No

aplic

able

Otro

y. Agregue otras que considere que sus alumnos alcanzaron mejor con este recurso didáctico

Otro (Por favor, exprese aquí los comentarios que tenga, identificando el ítem con la letra quecorresponda):

XXIIIIII

La puesta en práctica

5. Documentación (Material teórico, manual de procedimientos y propuestas didácticas):

5.1. ¿Cómo calificaría los aportes del material recibido (encuadre y desarrollo teórico, y expe-riencias propuestas para el aula)?

a. Por su potencialidad didáctica (sugerencias, propuestas de trabajo en elaula, papel motivador, etc.).

b. Para sus necesidades curriculares (desarrollo de los contenidos y experien-cias previstas en su planificación).

c. Para organizar, planificar, concretar experiencias didácticas relacionadascon problemas de Educación Tecnológica.

d. Para renovar, actualizar, ampliar (subraye el que se ajusta más a su expe-riencia) los contenidos que desarrolla en su área/ disciplina.

e. Para trabajar conocimientos científicos y tecnológicos de manera asociadaa un problema tecnológico.

f. Para organizar experiencias de aprendizaje en torno a la utilización derecursos didácticos.

g. Para utilizar un recurso didáctico en el marco de experiencias didácticasorganizadas en función de la resolución de problemas.

h. Para integrar mejor contenidos científicos y tecnológicos en la soluciónde problemas de carácter tecnológico.

i. Para estimular la generación creativa de otros recursos didácticos.

MV6

V PV

Otras (Especifíquelas, por favor)

6 Escala= MV: Muy valioso / V: Valioso / PV: Poco valioso

XXIIVV

Sí OtroNo

La puesta en práctica

5.2. Manual de procedimientos para la construcción y el funcionamientodel recurso didáctico

En caso de que haya seguido los procedimientos contenidos en el Manual (ya sea para hacerun equipo igual o uno diferente al propuesto), le pedimos nos indique si:

a. ¿Pudo seguir todos los procedimientos descriptos, sin dificultad?

b. ¿La secuencia descripta le resultó la adecuada?

c. ¿La secuencia establecida le planteó alternativas según algún crite-rio (disponibilidad de los materiales, trabajo de contenidos especí-ficos, etc.)?

d. ¿La finalidad (para qué sirve) del equipo está indicada con clari-dad?

e. ¿Se establecen cuáles son los contenidos (científicos o tecnológicos)que se asocian al equipo a construir?

f. ¿Se determina la relación entre conocimientos implicados, proce-dimientos a seguir, materiales a utilizar y experiencias posibles derealizar?

g. ¿Considera que la relación anterior es pertinente (es la que corres-ponde) para la construcción que se propone?

h. ¿La descripción de los procedimientos le facilitaron la organizaciónde las experiencias de trabajo con sus alumnos?

i. ¿Pudo seguir las indicaciones para la puesta en funcionamiento?

j. ¿Todas las indicaciones para el uso son claras?

Otro (identifique con la letra que corresponda el ítem sobre el que hace observaciones)

Por favor, fundamente sus respuestas negativas o agregue los comentarios que crea pertinentes(identifique el ítem a que se refiere):

XXVV

La puesta en práctica

6. Otras características del recurso didáctico:

6.1. Constructivas (Por favor, conteste sólo si realizó el proceso de construcción). Indique siel proceso de construcción reúne las siguientes características:

a. Simplicidad.. Es sencillo de construir por parte de los alumnos.

b. Economía. Es posible hacerlo con materiales de bajo costo.

c. Compatibilidad. Todos los componentes, bloques y sistemas permiten serintegrados entre sí.

d. Acoplabilidad. Puede ser unido o combinado con otros recursos didácticos.

e. Sencillez. Permite combinar diferentes tipos de materiales (madera, cartón,plástico, otros similares).

f. Facilidad de armado y desarmado. Permite, sencillamente, realizar pruebas,correcciones, incorporación de nuevas funciones, etc.

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué (Por favor, identifique sucomentario con la letra del rasgo aludido):

XXVVII

La puesta en práctica

6.2. Técnicas (Por favor, complete tanto si construyó el equipo como si utilizó uno ya cons-truido)

a. Portabilidad. Puede ser utilizado en el taller, aula, laboratorio.

b. Modularidad. Puede ser adaptado a diversos usos; para trabajar diversos con-tenidos curriculares o para realizar diferentes experiencias didácticas; paraaprendizaje, demostraciones, análisis, etc.

c. Reutilización. Posee partes, componentes, bloques o subsistemas que puedenser desmontados para volver a su estado original, y usados en sí mismos o enforma independiente.

d. Incrementabilidad. Puede complejizarse agregando piezas o completando elsistema para mejorar su funcionalidad, rendimiento, precisión o calidad.

e. Aplicabilidad múltiple. Como sistema tecnológico, permite que usted selec-cione las variables con las que desea trabajar (algunas de las que maneja el sis-tema, todas las previstas o agregar otras).

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué, identificando su comentariocon la letra correspondiente:

XXVVIIII

La puesta en práctica

6.3. Didácticas (Por favor, complete tanto si construyó el equipo como si utilizó uno yaconstruido)

a. Congruencia. Tiene relación con los testimonios de realidad incluidos en elmódulo de capacitación.

b. Pertinencia. Los componentes, bloques funcionales y sistemas son adecuadospara el trabajo con los contenidos curriculares de la educación técnico-profe-sional.

c. Integración. Posibilita el tratamiento asociado de los conocimientos científicosy tecnológicos propuestos en el material.

d. Escalabilidad. Es posible utilizarlo con proyectos o problemas con diferentesniveles de complejidad.

e. Complejidad creciente. Las soluciones alcanzadas para una parte del proble-ma, sirven de base para las siguientes o permite que, agregando componentes,sea utilizado como solución a problemas más complejos.

f. Adaptabilidad. Permite su adaptación a soluciones diversas en torno a lasproblemáticas planteadas.

Sí No

Si su respuesta es negativa en alguna de ellas, indique por qué, identificándola con la letracorrespondiente:

XXVVIIIIII

La puesta en práctica

7. Otras características del material teórico:

¿Cómo calificaría el diseño del módulo escrito (desarrollo de contenidos científicos y tec-nológicos, y propuestas de experiencias didácticas)?

a. Formato gráfico del material (distribución del contenido, márgenes, dis-tribución de texto e imágenes, inserción de gráficos, diseño gráfico glo-bal, etc.).

b. Lenguaje utilizado (claridad, adecuación al destinatario).

c. Organización (secuencia entre cada parte).

d. Adecuación al destinatario (evidencia que se toma en cuenta que es unmaterial para ser trabajado en un ámbito escolar).

e. Pertinencia de los conocimientos científicos con las problemáticasplanteadas.

f. Pertinencia de los conocimientos tecnológicos con las problemáticasplanteadas.

g. Vinculación (pertinencia) del recurso didáctico que propone con lassituaciones didácticas planteadas.

h. Congruencia (vinculación) de los contenidos propuestos con el recursodidáctico.

i. Aporte metodológico para enriquecer sus estrategias didácticas.

j. Aporte teórico (en general) para su trabajo docente.

k. Valor motivador para el trabajo con sus alumnos.

l. Valor orientador para generar sus propios recursos didácticos.

m. Concepción innovadora para el trabajo didáctico en la educación técni-co-profesional.

MB7

B MR

Si marcó la opción “Malo”, le pedimos que nos explique por qué:

7 Escala= MB: Muy bueno / B: Bueno / R: Regular / M: Malo

XXIIXX

La puesta en práctica

8. Propuestas o nuevas ideas:

Tanto para los autores de este material, como para el CeNET como institución responsablede su elaboración y distribución, una de las finalidades más importantes es suscitar en loseducadores nuevas ideas, aplicaciones o propuestas creativas a partir de la lectura o el traba-jo con el módulo.

En función de ello, le solicitamos que nos indique:

Si a partir del módulo (contenido teórico y recurso didáctico) usted, en su calidad de(marque todas las opciones que correspondan):

a. docente a cargo de un grupo de alumnos

c. responsable de la asignatura:

b. directivo

d. lector del material

e. otro (especifique):

ha generado nuevas ideas o propuestas:

Respecto de los contenidos (independientemente del recurso didáctico):

a. Organización de su asignatura.

b. Contenidos científicos y tecnológicos (formas de asociarlos, ampliarlos,desarrollarlos, etc.)

c. Planificación de las experiencias didácticas.

d. Trabajo con resolución de problemas.

Sí No

XXXX

La puesta en práctica

Otras (Por favor, especifique en qué ámbitos ligados con los contenidos ha generado estasnuevas ideas o propuestas):

Si su respuesta fue afirmativa le pedimos que la amplíe:

XXXXII

La puesta en práctica

En relación con el recurso didáctico. Le pedimos que nos relate (libremente) las nuevas ideaso propuestas que el trabajo con este material le ha suscitado:

XXXXIIII

Sí

La puesta en práctica

No

En caso negativo, por favor, indíquenos por qué:

¿Puso en práctica alguna de estas ideas o propuestas?

¿Cuál/es?

XXXXIIIIII

Títulos en preparación de la serie “Desarrollo de contenidos”.

• Colección: Tecnología química en industrias de procesos

• El aire como materia prima

• El azufre como materia prima

• Los minerales como materia prima –bauxita y minerales de hierro

• Colección: Construcciones

• Construcción de edificios. Cómo enseñarla a través de la resoluciónde problemas

• Construcciones en hormigón armado: tecnología, diseño estructuraly dimensionamiento

• Colección: Telecomunicaciones

• Técnicas de transmisión banda base aplicadas a redes LAN y WAN

• Cálculo de enlaces alámbricos

• Colección: Materiales

• Fundamentos y ensayos en materiales metálicos

• Colección: Tecnología en herramientas

• Historial de las herramientas de corte

• Diseño y fabricación de herramientas de corte

• Colección: Electricidad, electrónica y sistemas de control

• Instalaciones eléctricas

• Familia TTL (Lógica transistor-transistor)

• Familia lógica CMOS